《2017年高考物理一轮复习专题38洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动(测)(含解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年高考物理一轮复习专题38洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动(测)(含解析)（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题38洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（测）【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共 12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18 题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。 全部选又的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1 .如图为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节。适当调节 U和I,玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。下
2、列调节方式中，一定能让圆形径迹半径增大的是：（）电科ftA.增大U,减小IC.同时增大U和IB.减小U,增大ID.同时减小U和I【答案】AE解析根科电子所受洛伦兹为前力向结台宴培定刈到所匕1勉彼国中电流方向是仃计方向，包子在押 速电圾中加速 由引能定理有；。订一；的状,电子在习强逛场口做匀速圆周运切各伯数力克合向此力j 有: 逐=事应，解得；=警=4 恒，博大串子枪的加速由玉，浦小琳携圈中的电流,电流产 生由磁场短小.都可以使电子束的轨道半径交大，故BCD错序，A正确，【名师点睛】根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出 半径的表达式；从而明确能增大轨迹的方法；本题
3、考查了粒子在电场中的加速和磁场中的偏 转运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键。2 .如图所示为一有理想边界 MN PQ的匀强磁场区域， 磁场方向垂直纸面向里， 磁场宽度为d, 一质量为m带电量为+q的带电粒子（不计重力）从MNi界上的A点沿纸面垂直 MNA初速度V。进入磁场，已知该带电粒子的比荷9 ,进入磁场时的初速度v0与磁场宽度d,磁感应强m度大小B的关系满足V0 其中m 2BdA为PQ上的一点，且 AA与PQ垂直，下列判断中,正确的是:A.该带电粒子进入磁场后将向下偏转B.该带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2dC.该带电粒子打在 PQ上的点与A点的距离为，3dD.该带
4、电粒子在磁场中运动的时间为2-d3vo【答案】B【解析】由万手定贝I扣.透常电精子进入弼后耨向I向拷，的A帮误,根据半号公式K-g，靖合 甲-=，窜存衣二M ,故B正确.俎过几何关系就该带电苞子FTC尸口上的点与卬点的距离为 a 2Bd散C错误该蓄电粒子在匀握磁场中运动的圆心角力*&=-t所以的干在流场中运作寸司步=码?= %,故1正叫6朋 12【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式R mv,周期公式T 2,运动时间公式t T ,知道粒子在磁场中运动半径和速度 BqBq2有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题。3 .如图所示
5、，在 O所口 OCM射线间存在着匀强磁场， AOC为30。，正负电子（质量、电 荷量大小相同，电性相反）以相同的速度均从 M点以垂直于 OA勺方向垂直射入匀强磁场，下列说法可能正确的是：（）A.若正电子不从 OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为B.若正电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为C.若负电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比不可能为D.若负电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为3:16:11:11:6【答案】DE解析】正空孑向右偏转，货电子向左偏转，若正电子不从门c边射出,负电千-定不含从西边射出，粒 了运访女迹对后的圆心角叫筹，可
6、知运物的1寸间充止为LI,故A、B裆运工者虐临界喑凡：I畴；若母 电干不从8位射出，正白.子也不从优边对出，两粒子在道场口运动的良心隹者物I吃度,可如在磁6中 运初物寸间之比为上h临界二：当负电子恰好不从加边射出灯，对应的国心带为1时度，牛睡两粒子在递扇中狗半位相等，由只可关系知，正用子的圆后角为3c度，t = Tf4盹员电子在道场卬运动的 2/r时间之比为14,故若负电子不从口 C*这鼾出，止黄电子在磁场中运炯同之比在上L三二B之间，戕C喑 读，D正即【名师点睛】根据左手定则得出正电子向右偏转，负电子向左偏转，正电子不从OC边射出，负电子一定不会从 OC边射出，结合圆心角的关系得出运动的时间
7、关系；当负电子不从OC边射出，抓出临界情况，由几何关系求出两电子在磁场中的圆心角关系，从而得出运动时间的 关系。4 .如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存 在垂直纸面向外的磁感应强度为B/2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O以与x 轴成30。角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R则： （）X X X X X X X X X X X X X X 旦*A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:1C.粒子完在成一次周期性运动的时间为2 m3qBD.粒子第二次射入 x轴上方磁场时，沿 x轴前进3R【答案】D籽析】相比在手定利判断可
8、Q,其电荷在第一斐眼司革四彖眼所受的洛伦兹刁方向不同.粒子在第一象限曲懈寸针万向旅$配而在第四象限沿逆U钟方向施特.不可靛回胤原宦机故A错误,由=型，矩粒 壮3子圆周运动的半径与B成反比，则位子在工培上方手吓方两磁场中运动的半径之比为1：工故E错误.负电荷在篝一象醍轨迹助酉立的即t确为双T,在第一象限轨迹所对它的圆心角也为珀二粒于圆国运的的周岫= 驷，保持不变，在f 周期内，粒子在第一慰限运动由时间为4 = 丁一型F同理，心3却 yR在第四象限运动的射间为向一黑三耳二警,完在成一次用期性运动的时间力a -B2丁=*十0香，故仁锢逞一根据几何知识得：粒子第二次射入轴上才宜用寸，沿，轴前走距宫为【
9、名师点.T十川=书，曲口正雁,极选R.睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题，解题的关键是根据轨迹的圆心角等于速 度的偏向角，找到圆心角，即可由几何知识求出运动时间和前进的距离；此类题型历来是考查的热点问题，必须要掌握其方法.5 .如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B 104T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出。现有一粒子源发射比荷为9 2 1011C/kg的正粒子，粒子束中速度分布连续。当角45o时，出射粒子速度 vm的大小是：（）A 22106m
10、/sb 、2近106m/sc、2尬108m/sd 412106m/s【答案】BK解析】粒子的运动轨域如蜀所示根据几何知初可得。=2 = 901所示粒子的运动半役为2#=J?R,解得，二&二包m,洛伦投力充当向心力，所映有q壮二硒士，解得士?=竺,代人数掘可得10，用y=2抗元10%/$ 7故B正确；【名师点睛】离子束不经碰撞而直接从出身孔射出，即可根据几何知识画出轨迹，由几何关系求出轨迹的半径，即可由牛顿第二定律求速度。6 .如图所示，磁感应强度为 B的匀强磁场垂直纸面分布在半径为R的圆内，一带电粒子沿半径方向从a点射入，b点射出，速度方向改变了 60 ;若保持入射速度不变，而使磁感应强度变为
11、J3b,则粒子飞出场区时速度方向改变的角度为：（）A. 30B . 45 C , 60 D . 90【答案】D【解析】带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由2一 v 一 mv qvB m一，得：r ；当磁感应强度二3r.设粒子原来速度的偏向角为3由B变为J3b时，轨迹半径变为原来的 Y3倍，即:3a,B变化后速度的偏向角为Rtan 1又 a =60贝U2 r一R.根据几何关系有：tan ,2 r得：3 =90 ,故 D项正确。【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往 用数学知识求轨迹半径与磁场半径的关系。7 .如图所示中一个带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一
12、匀强磁场，粒子的一段迹如图，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小 （带电量不变），从图中情况可以确定：（）A.粒子从a到b,带正电C.粒子从a到b,带负电B .粒子从b到a,带正电D .粒子从b到a,带负电t解析】由汽电粒干使沿途的空三电离，粒子口碎连潜蜀小速度诲斩扁小，根据粒上在磁场中这动fn半接去式二T可钮，粒子的半彳司前祈相带入所以粒？的运动方向晕从vil m在相梃斤半定口何知, （7启【名师点粒于带正电，所以口正嘱” 题】本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力。属于中等难度的题目。根据mv ,.、 r 可知，粒子运动的半径与速度
13、的大小有关，根据半径的变化来判断粒子的运动的方向，qB结合轨迹的弯曲方向，根据左手定则进而判断电荷的电性，这是解决本题的关键.8 .三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计） ，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90、60、30 ,则它们在磁场中运动的时间之比为：（）VLV2V3f X X ft K X.招 X |： ：K X x XX X X j：机魂汉kM| Ui VsA. 1:1:1 B ,1:2: 3C. 3: 2: 1 D . 1: C : 43【答案】C【解析】粒子在磁场中运动的周期的公式为T 2- ,由此可知，粒子的运动的时
14、间与粒子qB的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为 90。、60。、30。，所以偏转角为 90。的粒子的运动的时间为 T,偏4转角为60。的粒子的运动的时间为 -T,偏转角为30。的粒子的运动的时间为 工T.所以有612111.,T：T：T 3:21 ,选项C正确.故选C.46121、画轨迹：确定圆心,【名师点睛】 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是:几何方法求半径并画出轨迹.2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系。9 .如图所示，宽x=2cm的有界匀强磁场， 纵向范围足够大， 磁感应强度的方向垂直纸面向里, 现有一群正粒子从 O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为 r=5cm,则:A.右边界：-4cm y4cm和y8cm有粒子射出 D .左边界：0 y8cm有粒子射出【答案】AD【解析】当粒子随边恰好与工汨方向的右边界相M时：如圉，粮乘几何中咽得到% =1？口5耳, =痴；当粒子沿-F铀片向射入电场时,粒子从盘顺右边界工轴F方射出时，则有为二- Jr1 一9r - -r5J -5- -4cri!;用以石边界：-女百粒7射出.取A正确，B错俣.C
