《2019-2020学年高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 专题专项训练（含解析）鲁科版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 专题专项训练（含解析）鲁科版选修3-1（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专项一、选择题1一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，从图中的情况可以确定()A粒子从a运动到b，带正电B粒子从b运动到a，带正电C粒子从a运动到b，带负电D粒子从b运动到a，带负电解析：能量(mv2)减小，由r知r减小，所以粒子从b到a，由左手定则知，粒子带正电B正确答案：B2一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射
2、入时的运动方向与MN成30角当筒转过90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒不计重力若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为()A.B.C. D.解析：定圆心、画轨迹，由几何关系可知，此段圆弧所对圆心角30，所需时间tT；由题意可知粒子由M飞至N与圆筒旋转90所用时间相等，即t，联立以上两式得，A项正确答案：A3普通电视机的显像管中，扫描显像主要是利用磁场对高速电子束的偏转来实现的，其扫描原理如图所示：在圆形区域内的偏转磁场方向垂直于纸面，当不加磁场时，电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点，为了使屏幕上出现一条以M点为中点的亮线PQ，那么，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是下图中的(
3、)答案：B4(多选)长为l的水平极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，极板间距离也为l，极板不带电，现有质量为m，带电荷量为q的正粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()A使粒子的速度vC使粒子的速度vD使粒子的速度v解析：粒子将向上极板偏转，不打在极板上就是要求粒子从左边飞出或从右边飞出，粒子从左边飞出的临界条件是r，由几何关系可得粒子从右边飞出的临界条件是rl，再由半径公式可得v.答案：AB5如图所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为
4、m、电荷量为q的带电粒子，由x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，(不计重力的影响)由这些条件()A不能确定粒子通过y轴时的位置B不能确定粒子速度的大小C不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对解析：带电粒子平行于y轴射入及垂直于y轴射出磁场，由此可确定此粒子做圆周运动的圆心为原点O，半径为x0，则粒子通过y轴时的位置为(0，x0)，故A错；由R可以求出粒子速度v，故B错；粒子在磁场中经历的时间为，而T，故C错答案：D6如图所示，一质子(氢原子核)和一个粒子(氦原子核)从a点同时以相同的动能沿垂直于磁场边界且垂
5、直于磁场方向射入宽度为d的有界磁场中，并都能从磁场右边界射出，则以下说法正确的是()A质子先射出磁场区域B粒子先射出磁场区域C质子在磁场中运动的路程长D粒子在磁场中运动的路程长答案：A7如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里P为屏上的一小孔PC与MN垂直一群质量为m、带电量为q的粒子(不计重力)，以相同的速度v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()A.B.C. D.解析：粒子沿PC方向射入，偏转半个圆周打在PN上，长度为l12R，粒子沿与PC夹角为的方向射入
6、，打在PN上的长度为l2.则在屏MN上被粒子打中区域的长度为ll1l2答案：D8(多选)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析：利用左手定则可判定只有负电荷进入磁场时才向右偏，
7、故选项A错误利用qvB知r，能射出的粒子满足r，因此对应射出粒子的最大速度vmax，选项B正确vmin，vvmaxvmin，由此式可判定选项C正确，选项D错误答案：BC9(选做题)如图所示，一带电粒子垂直射入一自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动轨迹仍为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力)()A粒子从A点射入，速率逐渐减小B粒子从A点射入，速率逐渐增大C粒子带负电，从B点射入磁场D粒子带正电，从B点射入磁场解析：带电粒子受阻尼作用，速率减小，而运动半径未变，由r知，在粒子运动轨迹上B应逐渐减小，则粒子应从A点射入磁场，故A对，B错据左手定则及偏转方向可以判断粒子带正电，
8、C、D错答案：A二、非选择题10电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：(1)的长度；(2)电子由O点射入到落在P点所需的时间t.解析：(1)粒子运动轨迹如图所示，qv0B，OP2rsin sin .(2)tT，T，所以t答案：(1)sin (2)11扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆其简化模型如图：、两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L，磁场方向相反且垂直于纸面一质量为m、电荷量为q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入区，射入时
9、速度与水平方向的夹角30.(1)当区宽度L1L、磁感应强度大小B1B0时，粒子从区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30，求B0及粒子在区运动的时间t.(2)若区宽度L2L1L、磁感应强度大小B2B1B0，求粒子在区的最高点与区的最低点之间的高度差h.(3)若L2L1L、B1B0，为使粒子能返回区，求B2应满足的条件解析：(1)如图1所示，设粒子射入磁场区的速度为v，在磁场区中做圆周运动的半径为R1，由动能定理和牛顿第二定律得图1qUmv2qvB1m由几何知识得L2R1sin 联立式，代入数据得B0 设粒子在磁场区中做圆周运动的周期为T，运动的时间为tTtT联立式，代入数据得t，(2)设粒子在
10、磁场区做圆周运动的半径为R2，由牛顿第二定律得qvB2m由几何知识可得h(R1R2)(1cos )Ltan 联立式，代入数据得h(2)L(3)如图2所示，为使粒子能再次回到区，应满足R2(1sin ) (或B2 )答案：(1)B0 t (2)h(2)L(3)B2 (或B2 )12如图，在y0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场一个氕核H和一个氘核H先后从y轴上yh点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向已知H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60，并从坐标原点O处第一次射出磁场.H的质量为m，电荷量为q.不计重力求：(1)
11、H第一次进入磁场的位置到原点O的距离；(2)磁场的磁感应强度大小；(3)H第一次离开磁场的位置到原点O的距离解析：(1)H在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示设H在电场中的加速度大小为a1，初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1.由运动学公式有s1v1t1ha1t由题给条件，H进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角160.H进入磁场时速度的y分量的大小为a1t1v1 tan 1联立以上各式得s1h(2)H在电场中运动时，由牛顿第二定律有qEma1设H进入磁场时速度的大小为v1，由速度合成法则有v1设磁感应强度大小为B，H在磁场
12、中运动的圆轨道半径为R1，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qv1B由几何关系得s12R1 sin 1联立以上各式得B (3)设H在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为v2，在电场中的加速度大小为a2，由题给条件得(2m)vmv由牛顿第二定律有qE2ma2设H第一次射入磁场时的速度大小为v2，速度的方向与x轴正方向夹角为2，入射点到原点的距离为s2，在电场中运动的时间为t2.由运动学公式有s2v2t2ha2tv2sin 2联立以上各式得s2s1，21，v2v1设H在磁场中做圆周运动的半径为R2，由式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得R2R1所以出射点在原点左侧设H进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s2，由几何关系有s22R2 sin 2联立式得，H第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为s2s2(1)h答案：(1)h(2) (3)(1)h- 9 -
