【物理】2020届一轮复习人教版磁场对运动电荷的作用课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版磁场对运动电荷的作用课时作业

‎2020届一轮复习人教版 磁场对运动电荷的作用 课时作业 ‎ [A组·基础题]‎ ‎1．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( D )‎ A．与粒子电荷量成正比　 B．与粒子速率成正比 C．与粒子质量成正比 D．与磁感应强度成正比 解析：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，则环形电流：I＝＝，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比，故选D.‎ ‎2. 如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，粒子的带电量相同，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1∶t2为(重力不计)( D )‎ A．1∶3　　　　　　　 B．4∶3‎ C．1∶1 D．3∶2‎ ‎3. (2018·浙江台州中学统考)如图所示，带电小球沿竖直的光滑绝缘圆弧形轨道内侧来回往复运动，匀强磁场方向水平，它向左或向右运动通过最低点时，下列说法错误的是( D )‎ A．加速度大小相等 B．速度大小相等 C．所受洛伦兹力大小相等 D．轨道对它的支持力大小相等 解析：带电小球沿竖直的光滑绝缘圆弧形轨道向左或向右运动通过最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以通过最低点时速度大小相等，选项B正确；由a＝得通过最低点时加速度大小相等，选项A正确；通过最低点时所受洛伦兹力大小F＝qvB，选项C正确；向左或向右运动通过最低点时，洛伦兹力方向相反，而合力相等，所以轨道对它的支持力大小不相等，选项D错误．‎ ‎4．(2018·北京丰台区统练)如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN 射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力及空气阻力，下列说法正确的是( B )‎ A．甲带负电荷，乙带正电荷 B．甲的质量大于乙的质量 C．洛伦兹力对甲做正功 D．甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间 解析：根据左手定则，可以判断甲带正电荷，乙带负电荷，故A项错误；洛伦兹力方向始终垂直于粒子的速度方向，对甲、乙都不做功，故C项错误；粒子在磁场中的运动半径为R＝，甲、乙带电量和速率相同，甲的运动半径较大，所以甲的质量大于乙的质量，故B项正确；粒子在磁场中运动的周期T＝，甲、乙都运动了半个周期，由于周期不等，所以两者在磁场中运动的时间不相等，故D项错误．‎ ‎5．(多选)一电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N点射出，如图所示．若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则( CD )‎ A．h＝d B．电子在磁场中运动的时间为 C．电子在磁场中运动的时间为 D．洛伦兹力对电子做的功为零 ‎6. (多选)如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了.根据上述条件可求得的物理量有( CD )‎ A．带电粒子的初速度 B．带电粒子在磁场中运动的半径 C．带电粒子在磁场中运动的周期 D．带电粒子的比荷 ‎7．(多选) 如图所示，ABCA为一个半圆形的有界匀强磁场，O为圆心，F、G分别为半径OA和OC的中点，D、E点位于边界圆弧上，且DF∥EG∥BO.现有三个相同的带电粒子(不计重力)以相同的速度分别从B、D、E三点沿平行BO方向射入磁场，其中由B点射入磁场的粒子1恰好从C点射出，由D、E两点射入的粒子2和粒子3从磁场某处射出，则下列说法正确的是( ABD )‎ A．粒子2从O点射出磁场 B．粒子3从C点射出磁场 C．粒子1、2、3在磁场的运动时间之比为3∶2∶3‎ D．粒子2、3经磁场偏转角相同 ‎8. (多选)(2018·长春模拟)如图所示，宽d＝4 cm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，现有一群带正电的粒子从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＝10 cm，则( AD )‎ A．右边界：－8 cm＜y＜8 cm有粒子射出 B．右边界：y＜8 cm有粒子射出 C．左边界：y＞8 cm有粒子射出 D．左边界：0＜y＜16 cm有粒子射出 解析：当粒子斜向上进入磁场运动轨迹与右边界相切和粒子沿y轴负方向射入磁场时，粒子从右边界射出的范围最大，画出粒子的运动轨迹(如图所示)并根据几何关系可求出，在右边界－8 cm＜y＜8 cm范围内有粒子射出，选项A正确，选项B错误；当粒子斜向上进入磁场，运动轨迹与右边界相切时，可求出粒子从左边界y＝16 cm处射出，当粒子的速度方向与y轴正方向的夹角减小时，粒子从左边界射出的出射点向下移动，直到夹角为零时，粒子直接从O点射出，所以选项C错误，选项D正确．‎ ‎ [B组·能力题]‎ ‎9. (多选)如图所示，空间有一边长为L的正方形匀强磁场区域abcd，一带电粒子以垂直于磁场的速度v从a处沿ab方向进入磁场，后从bc边的点p离开磁场，＝L，若磁场的磁感应强度为B，不计粒子的重力，则以下说法中正确的是( ACD )‎ A．粒子带负电 B．粒子的比荷为 C．粒子在磁场中运动的时间为t＝ D．粒子在p处的速度方向与bc边的夹角为30°‎ ‎10. (多选)如图，在x轴上方存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直于纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场．一带负电的粒子质量为m，电荷量为q，从原点O以与x轴成θ＝30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方运动半径为R(不计重力)，则( BCD )‎ A．粒子经偏转一定能回到原点O B．粒子完成一次周期性运动的时间为 C．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2‎ D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴方向前进了3R ‎11．(多选) 如图所示，A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于坐标平面向里．有一电子(质量为m、电荷量为e)从 A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场区域，在磁场中运动，从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60°，求：‎ ‎ (1)磁场的磁感应强度大小；‎ ‎(2)磁场区域的圆心O1的坐标；‎ ‎(3)电子在磁场中运动的时间．‎ 解析：(1)由题意得电子在有界圆形磁场区域内受洛伦兹力做圆周运动，设圆周运动轨迹半径为r，磁场的磁感应强度为B，则有 ev0B＝m①‎ 过A、B点分别作速度的垂线交于C点，则C点为轨迹圆的圆心，已知B点速度与x轴夹角为60°，由几何关系得，‎ 轨迹圆的圆心角∠C＝60°②‎ AC＝BC＝r，已知OA＝L，得OC＝r－L③‎ 由几何知识得 r＝2L④‎ 由①④得B＝.⑤‎ ‎(2)由于ABO在有界圆周上，∠AOB＝90°，得AB为有界磁场圆的直径，故AB的中点为磁场区域的圆心O1，由③易得△ABC为等边三角形，磁场区域的圆心O1的坐标为(L，)．‎ ‎(3)电子做匀速圆周运动，则圆周运动的周期为T＝⑥‎ 由②④⑥得电子在磁场中运动的时间t＝＝.‎ 答案：(1)　(2)(L，)　(3)