2021高考物理专题《磁场对运动电荷的作用》(含答案)

合集下载

2021高考物理总复习第9章第2课时磁场对运动电荷的作用课时作业(含解析).doc

2021高考物理总复习第9章第2课时磁场对运动电荷的作用课时作业（含解析）.doc----8213a7c0-6ea3-11ec-ade8-7cb59b590d7d2021高考物理总复习第9章第2课时磁场对运动电荷的作用课时作业（含解析）.doc2022高考物理概论第9章第2课磁场对移动电荷类的影响作业（含解析）一、单选题1．(2021漳州检测)带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图1所示．运动中经过b点，oa＝ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度e与磁感应强度b之比为()图1a．v0c．2v0【答案】c【分析】带电粒子在均匀磁场中以匀速圆周运动，O是圆心，所以OA=ob=带电粒子在均匀电场中做准平面抛掷运动，所以ob=v0t=OA=t，②2m由①②得＝2v0，故选项c对．2.（2022淄博QC）如图2所示，ABC是一个等边三角形，边长为a，垂直于均匀磁场。

磁场垂直于纸张表面，带有特定电荷的电子以速度v0从a点沿AB方向进入。

为了使电子通过边缘BC，磁感应强度B的值应为（）b．1d．2v0mv0，①qbqe2ebem图2a．b>3mv0ae2mv0b、 b<aec．b<3mv0ae2mv0d、 b>ae【答案】c如图所示，电子只经过C点，圆圈绕着C点移动a2a动的半径r＝＝，要想电子从bc边经过，圆周运动的半COS 30°3的直径应大于A3，由带电粒子在磁场中运动的公式r＝有mvqbamv03mv03．如图3是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器(带电粒子的重力不计)．速度选择器内有互相垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为b，电场的场强为e.挡板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2，挡板存在一个均匀的磁场，其磁感应强度低于s。

以下表达式正确（）图3a、质谱仪是分析同位素的重要工具。

全国高考物理试题汇编(11月第一期)K2磁场对运动电荷的作用

量奋市例比阳光实验学校K2 磁场对运动电荷的作用【【原创纯word 精品解析】物理卷·高三第一次模拟考试〔202109〕】23．(14分)如下图，MN 、PQ 是平行金属板，板长为L ，两板间距离为2L ，PQ 板带正电，MN 板带负电，在P Q 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场．一个电荷量为q 、质量为m 的带负电粒子以速度v 。

从MN 板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ 板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ 板的右边缘飞进电场．不计粒子重力．求：(1)两金属板间所加电场的场强大小 (2)匀强磁场的磁感强度B 的大小．【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．I3 K2 K3【答案解析】 (1) qL mv 20 (2) qLmv 02 解析：〔1〕设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t ，由类平抛运动可知：L =v 0t2L =21at 2 a =mEq联立求解可得：E =qLmv 20〔2〕带电粒子以速度v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由qvB =m Rv 2sin θ=RL 2sin θ=vv yv y =at联立求解可得：B =qLmv 02【思路】〔1〕带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动，对物体受力分析，根据平抛运动的规律可以求得电场的场强大小；〔2〕带电粒子以速度v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，根据粒子的运动画出运动的轨迹，由几何关系可以求得磁感强度的大小. 此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比拟明显了．原创纯word 精品解析】物理卷·高三第一次模拟考试〔202109〕】15．如下图，a 、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，间开有一小孔d ，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为B ，方向垂直纸面向里，在a 、b 两板间还存在着匀强电场E ．从两板左侧中点C 处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d 孔射出后分成3束．那么以下判断正确的选项是A ．这三束正离子的速度一不相同B ．这三束正离子的比荷一不相同C ．a 、b 两扳间的匀强电场方向一由a 指向bD ．假设这三束粒子改为带负电而其它条件不变那么仍能从d 孔射出【知识点】质谱仪和盘旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动．K2K3【答案解析】BCD 解析： A 、3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有qE=qvB ，所以v=EB，故三束正离子的速度一相同．故A 错误．B 、3束离子在磁场中有qvb=m2v r，故r=2mv m E qB q B=⨯，由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一不相同，故B 正确．C 、由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，那么电场力一竖直向下，故匀强电场方向一竖直向下，即由a 指向b ，故C 正确．D 、假设这三束粒子改为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变，由于其它条件不变故合力仍为0，所以仍能从d 孔射出，故D 正确．应选B 、C 、D ．【思路】离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB ，所以v=E B，电性改变后合力仍为0，仍沿直线运动到右侧；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据r=2mv m EqB q B=⨯可知比荷一不相同．根据洛伦兹力的方向可以判电场力的方向从而判电场的方向．速度选择器是利用电场力于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性．【【原创纯word 精品解析】物理卷·高三第一次模拟考试〔202109〕】23．(14分)如下图，MN 、PQ 是平行金属板，板长为L ，两板间距离为2L ，PQ 板带正电，MN 板带负电，在P Q 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场．一个电荷量为q 、质量为m 的带负电粒子以速度v 。

第50讲磁场对运动电荷的作用(练习)(解析版)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新高考)

第50讲磁场对运动电荷的作用（模拟精练+真题演练）1．（2021·浙江·模拟预测）一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（）A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小【答案】B【详解】水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断可知，导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线下面的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，其速率v不变，而离导线越近，磁场越强，磁感应强度B越大，由公式mvrqB可知电子的轨迹半径逐渐变小；故选B。

2．（2023·四川成都·统考三模）如图为显像管原理俯视图（纸面内）。

若电子枪发射的高速电子束经磁偏转线圈的磁场偏转后打在荧光屏上a点，则（）A．磁场的方向垂直纸面向里B．磁场越强，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O点C．要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场D．要让电子束从a逐渐移向b，应逐渐增强磁场使电子束过O点，再将磁场反向且逐渐减弱磁场【答案】C【详解】A．电子向上偏转，据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，A错误；B ．由洛伦兹力作为向心力可得2v qvB m r=解得mv r qB =磁场越强，偏转半径越小，电子束打在屏上的位置越远离屏的中心O 点，B 错误；CD ．磁场越弱，偏转半径越大，电子束打在屏上的位置越靠近屏的中心O 点，要让电子束从a 逐渐移向b ，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且逐渐增强磁场，C 正确，D 错误。

故选C 。

3．（2023·陕西西安·西安市东方中学校考一模）如图所示，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面（纸面）向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一带电荷量为(0)q q >的滑块自a 点由静止沿斜面滑下，下降高度为h 时到达b 点，滑块恰好对斜面无压力。

2021版高考物理一轮复习第九章磁场2磁场对运动电荷的作用训练2(含解析)

磁场对运动电荷的作用
1.(2019·全国卷Ⅱ)如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。

ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。

已知电子的比荷为k。

则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为( )
A.kB l,kB l
B.kB l,kB l
C.kB l,kB l
D.kB l,kB l
【解析】选B。

电子的运动轨迹如图所示,由牛顿第二定律得evB=m,得r=①,电子从a
点射出,r=②,联立①②解得v1=kB l;电子从d点射出,由几何关系得l2+(r-)2=r2,解得
r=l③,联立①③解得v2=kB l,故B正确,A、C、D错误。

2.(2019·全国卷Ⅲ)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。

一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。

粒子在磁场中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【解析】选B。

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由R=可知,第一象限粒子的运动半径是第二象限的运动半径的二倍,整个运动轨迹如图:即运动由两部分组成,第一部分是个周期,第二部分是个周期,故总时间t=·+·=,故B正确。

2021年新高考物理总复习检测：第九章第2节磁场对运动电荷的作用检测(含解析)

磁场对运动电荷的作用（建议用时：60分钟）【A 级基础题练熟快】1. （2019 •北京通州区检测）如图所示，矩形虚线框MNPC 内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.a 、b 、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹•粒子重力和粒子间的相互作A. 粒子a 带负电B. 粒子c 的动能最大C. 粒子b 在磁场中运动的时间最长D. 粒子b 在磁场中运动时的向心力最大解析：选D.根据左手定则知粒子 a 带正电，粒子b 、c 带负电，故A 错误；粒子在磁场中2v mv做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据qvB = mr ，可得：r =飞，粒子的动能 E<=1 22mv ，三个带电粒子的质量、电荷量相同，则可知在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由题图知，c 粒子速率最小，b 粒子速率最大，则 b 粒子动能最大，向心力最大，故n 2 n m A mB 错误，D 正确；根据t = ---------- =理，则c 粒子圆弧转过的圆心角最大，运动时间最长，2 n qB qB 选项C 错误.2 .如图，直线 OP 上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源O 在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为 v 的质子1和2,两个质子都过 P 点.已知OP= a ,质子1沿与OP 成 30°角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则B. 质子2在磁场中的运动周期为用力不计.下列说法正确的是（A .质子1在磁场中运动的半径为2 n a3vC.质子1在磁场中的运动时间为6v解析：选B.根据题意作出粒子运动轨迹如图所示:由几何知识可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 r = a ,故A 错误；粒子在磁场中2 n r 2 n a做圆周运动的周期 T = 士，故B 正确；由几何知识可知，质子 1在磁场中转过的圆心v vn 11 n a角e -60°,质子1在磁场中的运动时间t i =360°-T = 6卩莎，故C 错误；由几何知识可e 25 n a知，质子2在磁场中转过的圆心角02=300°，质子2在磁场中的运动时间t 2=丽0-贡故D 错误.3. （2019 •四川眉山模拟）如图，圆形区域内存在一垂直纸面的匀强磁1 2场，P 和Q 为磁场边界上的两点.氕核（旧）和氘核（旧）粒子从P 点朝圆形区域中心射入磁场，且都从 Q 点射出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A. 氘核运动的时间更长B.氘核的速率更大C. 氘核的动能更大D. 氘核的半径更大D.质子2在磁场中的运动时间为解析：选A.粒子从 P 点朝向磁场中心射入磁场，且都从 Q 点射出，由几何关系可知两粒子运动的半径相等，根据r =mv 且氕核（泊）粒子的比荷q 较大可知，氕核速率v =Bqr 较大， Bq m m 、一 1 2 r 2q 2B " 、 2 一^ 、 s 故B 、D 错误；根据动能 E<= ?mv = 2m 可知，氘核（心）动能较小，故C 错误；根据t = ，弧长s 相同，氕核（；H ）粒子的速度较大，则时间较短，故氘核运动的时间更长，故 4. （2019 •云南玉溪联考）如图所示是某粒子速度选择器截面的示意 . . . . —4 _ 图，在一半径为 R= 10 cm 的圆柱形桶内有 B = 10 T 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q = 2X 1011 C/kg 的正粒子，粒子束中速度分布连续，当入射角aA 正确.解析：选 D.根据洛伦兹力充当向心力可知，v = B 半，因此半径越大，速度越大.根据几r 1j -由几何关系可知卄L= sin 45 °，最大半径为r 1=（.2+ 1）L，故最大速度应为v 1 ==45°时，出射粒子速度 v 的大小是（A. 2 x 106 m/sB. 2 2x 106 m/sC. 2 2 x 108 m/sD. 4 2x 106 m/s解析：选B.粒子从小孔a 射入磁场，与ab 方向的夹角为 a = 45°,则粒子从小孔b 离开磁场时速度与 ab 的夹角也为a = 45°,过入射速度和出射速度方向作垂线，得到轨迹的圆心O ，画出轨迹如图，由几何知识得到轨迹所对应的圆心角为 0 = 2 a = 90° ，则粒子的轨迹半径r 满足』2r = 2R,由牛顿第二定律2Bqv =吟，解得:qBr — 6__v=扁=2 2x 10 m/s ,故选项B正确.5. （2019 •山东省实验中学模拟）如图所示，在一等腰直角三角形 ACD 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B. 一质量为 m电荷量为q 的带正电粒子（重力不计）以速度v 从AC 边的中点O 垂直AC 边射入磁场区域•若三角形的两直角边长均为 2L ,要使粒子从 CD 边射出，则v的取值范围为（A. 牡v <2m2 ,'2qBLmB.qBL , v w m2 ,'2qBLmC.弊v w2m2 ( .’2 + 1) qBLmD.qB L w v w 2m(2+ 1) qBLm何关系可知，使粒子与AD 边相切时速度最大，如图（2+1）qBL;当粒子从C点出射时半径最小，为心=L故最小速度应为V2=雰故v的D. M 在磁场中的运动时间大于N 在磁场中的运动时间qBL （、12 + 1） qBL取值范围为芬w V w ——m -，故选D.6. （2019 •云南玉溪模拟）如图所示，一条直线上有 O M N 三点，OM= MN 直线上方的整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质子和一 a 粒子分别以速度 V i 、V 2从O 点沿OP 方向射入磁场，质子经时间 t i 从M 点射出磁场，a 粒子经时间t 2从N 点射出磁场，质子和 a 粒子的重力不计，不考虑它们之间的相互作用，则关于t i 、t 2、V i 、V 2的判断正确的是（）q i BL几何关系可得：2仙9 = L ,联立可得：V i= 2聞&，对a 粒子同理可得:由题意可知：2 n mm —4m , q 2= 2q i ,联立可得：v i = V 2,质子的周期为：T i = q B , a 粒子的周期为：T 2=，可得T 2>T i ，因为圆心角相等，所以 t 2>t 1，故B 正确，A 、C D 错误.q 2B7.（多选）（2019 •江西上饶联考）如图以实线为理想边界，上方是垂直纸面向里的匀强磁场.质量和带电荷量大小都相等的带电粒子 M 和N,以不同的速率经小孔 S 垂直边界和磁场进入匀强磁场，运动的半圆轨迹如图中虚线所示，不计重力和粒子间的相互作用力，下列表述错误的是（）A. M 带负电，N 带正电B. M 的速率小于N 的速率C. 洛伦兹力对M N 都做正功A . t 1 = t 2C. t i <t 2,解析：选令OM= MN= L ,对质子有：根据洛伦兹力提供向心力,2V i Bqv i =，解得:rm i V iq i B ，根据 q z BL m sin 9,V i = V 2V i <V 2 B.粒子运动轨迹如图所示:V i = V 2 V i >V 2X X X X解析：选BCD 据左手定则可判断，M 带负电，N 带正电，故A 项正确；据qvB = mr ，解得:qBrv^m ，粒子M 的轨道半径大于 N 的轨道半径，则 M 的速率大于 N 的速率，故 B 项错误；洛伦兹力对电荷不做功，故C 项错误；据T =经爱t =T ,解得粒子在磁场中的运动时间t =n mqB 2qBM N 的质量和带电荷量大小都相等，M 在磁场中的运动时间等于 N 在磁场中的运动时间，故 D项错误.8.（多选）如图，正方形 abed 中厶abd 区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bed区域内有方向平行 be 的匀强电场（图中未画出）.一带电粒子从 d 点沿da 方向射入磁场，随后经过bd 的中点e 进入电场，接着从 b 点射出电场.不计粒子的重力.则（）a .................. ............... 活'X 船 K 址 SC Nd”K W X>i.x a K N J•Xl|A. 粒子带正电B. 电场的方向是由 b 指向eC. 粒子在b 点和d 点的动能相等D.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为 n : 2解析：选BD.从a 到e 粒子做匀速圆周运动，由左手定则能够判定粒子带负电，选项 A 错误；由于粒子带负电，进入电场后弯向上方，受力向上，则电场方向就向下，由 b 指向c ,选项B 正确；由于磁场对粒子不做功，所以d 、e 两点的动能相等，但从 e 到b 电场力做正功，动能增加，所以b 、d 两点的动能不相等，选项 C 错误；设正方形边长为 a ,粒子在磁场中偏选项D 正确.【B 级能力题练稳准】9.（多选）（2019 •安徽六安模拟）如图所示，直角三角形 ABC 勺区域内有垂直纸面的匀强磁场，OD 是AB 和 AC 边的中点，一束带电粒子沿 0D 方向射入磁场中，恰好从B 点射出磁场, 下列说法中正确的是（）转90°,时间t i =片=4Xa 4V ，而在磁场t 2=V =2V 两者比值为专，A. 只改变带电粒子的带电性质，粒子将从 A 点射出磁场B.只改变带电粒子的带电性质，粒子将从 AD 边界上的某点射出磁场C. 只将磁场方向反向，粒子将从 0A 边界上的某点射出磁场D.只将磁场方向反向，粒子不可能从A 点射出磁场解析：选BD.一束带电粒子沿 0D 方向射入磁场中，恰好从 B 点射出磁场，运动轨迹如图中实线所示:如果只改变带电粒子的带电性质，粒子在磁场中受到的洛伦兹力方向相反，粒子将向上偏转，粒子将从 AD 边界上某点射出磁场，如图虚线所示，故A 错误，B 正确；如果只将磁场方向反向，粒子在磁场中受到的洛伦兹力反向，粒子将向上偏转，运动轨迹如图中虚线所示，粒子将从AD 边界上的某点射出磁场，粒子不可能经过A 点，不可能从 A 点射出磁场，故 C 错误，D 正确.10.（多选）（2019 •山东淄博模拟）如图所示，虚线 cd 上、下方区域存在方向相同但强弱不同的匀强磁场，带电粒子以 v o 的初速度从边界 ab 上的O 点垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界 ab 上的P 点射出，现改变虚线 cd 上方磁感应强度的大小，使之变为原来的 2倍，让该粒子仍以速度 v o 从O 处沿原方向射入磁场，经磁场偏转后从边界 ab 上的P'点射出，不计粒子的重力，下列关于粒子的说法正确的是（）解析：选BC.虚线上方部分的磁场变大，则粒子在上方磁场中的运动半径变小，粒子返回到cd 线上的位置左移，则粒子离开直线ab 时的位置向左移动，选项 A 错误；因洛伦兹力不A. 改变磁场后，粒子离开直线B. 改变磁场后，粒子离开直线ab 时的位置不变 ab 时的速度大小不变 C.改变磁场后，粒子离开直线 ab 时的速度方向不变 D.改变磁场后，粒子离开直线ab 所用时间不变XXXXXXXXX xxxxxxxxx做功，可知粒子离开直线ab时的速度大小不变，选项B正确；因粒子射入cd虚线上方磁场的速度方向不变，则离开磁场时的速度方向也不变，即粒子离开直线ab时的速度方向不变，选项C正确；上方部分的磁场变大时，粒子在磁场中的半径变小，但是圆弧所对的圆心角不A 2 n m变，根据t =厂• 可知，B变大，则t减小，即粒子离开直线ab所用时间变小，选项D2 n qB8错误.11. (2019 •云南四校联考)如图所示，在边长为 L 的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B.在正方形对角线 CE 上有一点P,其到CF, CD 距离均为寸,且在P 点处有一个发射正离子的装置，能连续不断地向纸面内的各方向发射出速率不同的正离子.已知离子的质里为m 电荷里为q , 不计离子重力及离子间相互作用力.F+ nc<+人十 + 4百\+ + +/ ■•l rf ■y ,rD(1)速率在什么范围内的所有离子均不可能射出正方形区域?13qBLv =~^2m 的离子在DE 边的射出点距离解析：因离子以垂直于磁场的速度射入磁场，故其在洛伦兹力作用下必做圆周运动. (1)依题意可知离子在正方形区域内做圆周运动不射出该区域，做圆周运动的半径为 r <8mv qBL对离子，由牛顿第二定律有qvB = 丁？ v W "8m ，⑵当v=号m 时，设离子在磁场中做圆周运动的半径为R则由qvB = nR 可得R=欝要使离子从DE 射出，则其必不能从 CD 射出，其临界状态是离子轨迹与CD 边相切，设切点与C 点距离为x ，其轨迹如图甲所示,由几何关系得:2L 2 L 2R = a-4)+ (R- 4)(2)求速率为D 点的范围.计算可得x =设此时DE 边出射点与D 点的距离为d i ,则由几何关系有：（L — x ）2+ （R-d i ）2= R 2 解得d i = L而当离子轨迹与 DE 边相切时，离子必将从 EF 边射出，设此时切点与 D 点距离为d 2,其轨迹如图乙所示，乙由几何关系得：93 2 L 2氏=（牡-R + （d 2—4）13qBL L（2 + 小）L故速率为v = 的离子在DE 边的射出点距离D 点的范围为-< d v.32m 4 8答案：（1）x 鬻⑵A d< （管）L12. （2019 •河南联考）如图所示，虚线 PQ 右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B. —个质量为 m 电荷量为q 的带正电粒子，从虚线上M 点以一定的速度垂直磁场方向进入磁场，刚进入时粒子速度方向与虚线PQ 夹角为60°,之后粒子从虚线 PQ 上的N 点射出磁场•已知 MN 两点间的距离为 L ,不计粒子重力•求：（1）粒子在磁场中运动的时间；⑵粒子的动能.解得d 2= （2+「3） L8D解析：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，作出粒子运动的轨迹如图所示，可知粒子轨迹对应圆心角为2402 , V由：qBv= mrmv又r_ m联立得：▼_鲁壯E<_ 并_ q2B 2L 26m.答案：⑴4n mIqBq2B2L26m得:mv r =qB 由得:qB粒子在磁场中运动的时间: 240°2n m 4 n mx ____ 360°qB _ 3qB'(2)由几何关系可知，粒子运动的轨道半径。

2021高考物理总复习课件(首选版)考点31 磁场对运动电荷的作用

A.14kBl，
5 4 kBl
B.14kBl，54kBl
C.12kBl，
5 4 kBl
D.12kBl，54kBl
答案
解析若电子从 a 点射出，运动轨迹如图线①，有 qvaB＝mRv2aaRa＝4l 解得 va＝qBmRa＝q4Bml＝k4Bl；若电子从 d 点射出，运动轨迹如图线②，有 qvdB＝mRv2dd R2d＝Rd－2l 2＋l2 解得 vd＝qBmRd＝54qmBl＝5k4Bl。B 正确。
解析由于粒子比荷相同，由 R＝mqBv可知速度相同的粒子轨迹半径相同，运动轨迹也必相同，B 正确；入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时，转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，由 T＝2qπBm可知，所有粒子在磁场中运动的周期都相同，A、C 错误；再由 t＝2θπT＝θqmB，可知 D 正确。
解析
题组三模拟小题 15．(2019·天津市和平区三模)质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子以速率 v 垂直磁感线射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆周轨道上运动相当于一个环形电流，则下列说法中正确的是( ) A．环形电流的电流强度跟 q 成正比 B．环形电流的电流强度跟 v 成正比 C．环形电流的电流强度跟 B 成反比 D．环形电流的电流强度跟 m 成反比
析可知，粒子在磁场中运动的时间与 v 无关，由 ω＝2Tπ＝qmB，可知粒子在
磁场中运动的角速度与 v 无关，C、D 错误。
解析
题组二高考小题 11．(2019·北京高考)如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从 a 点射入，从 b 点射出。下列说法正确的是( )

2021届高考物理一轮复习方略核心素养测评：二十六 9.2 磁场对运动电荷的作用

关闭Word文档返回原板块。

核心素养测评二十六磁场对运动电荷的作用(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)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( )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】选D。

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，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( )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】选D。

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。

3.(2019·北京高考)如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。

一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。

下列说法正确的是( )A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短【解析】选C。

根据洛伦兹力用来提供向心力，运动轨迹向力的方向弯曲，根据左手定则：磁场穿入手心，四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动反方向，拇指所指方向为洛伦兹力方向，由此可以判断出，粒子带负电，选项A错误；因为洛伦兹力与速度始终垂直，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，粒子在a、b两点速率相同，选项B错误；由qBv=m解得r=，若只B减小，其他条件不变，半径r变大，粒子从b点右侧射出，选项C正确；根据T==，仅改变入射速率并不影响带电粒子运动周期T，速率减小，半径减小，由图可知，半径减小，在磁场中的轨迹所对应的圆心角先增大后不变，时间先变长后不变，选项D错误。

(广西专用)2021版高考物理一轮复习考点规范练29磁场对运动电荷的作用(含解析)新人教版

1 考点规范练29 磁场对运动电荷的作用一、单项选择题 1.如图所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向为( )

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右答案:A 解析:条形磁铁的磁感线在a点垂直P向外,电子在条形磁铁的磁场中向右运动,由左手定则可知电子所受洛伦兹力的方向向上,A正确。 2.如图所示,在正方形abcd区域内存在一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B1。一带电粒子从ad边的中点P垂直ad边射入磁场区域后,从cd边的中点Q射出磁场。若将磁场的磁感应强度大小变为B2后,该粒子仍从P点以相同的速度射入磁场,结果从c点射出磁场,则𝐵1𝐵2等于( )

A.52 B.72 C.54 D.74 答案:A 解析:设正方形边长为l,根据几何知识,当粒子从Q点射出时,R1=𝐵2;当粒子从c点射出时,根据几何

知识可得R2=5𝐵4,所以有𝐵1𝐵2=𝐵2𝐵1=52,A正确。 3.(2019·山西祁县中学期末)导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示,设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v,单位体积的粒子数为n,粒子的电荷量为q,导线的横截面积为S,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是( ) 2

A.由题目已知条件可以算得通过导线的电流为I=nqvS B.题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断 C.每个粒子所受的洛伦兹力为F洛=qvB,通电导线所受的安培力为F安=nqvB D.改变适当的条件,有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变答案:A 解析:电流I=𝐵𝐵=𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵=nqvS,A正确;导线受到的安培力的方向由左手定则判断,B错误;粒子所受的洛伦兹力为F洛=qvB,导线长度为l,则其受的安培力为F安=BIl=nqlSvB,C错误;洛伦兹力方向反向,则所受到的安培力方向也反向,D错误。 4.如图所示,直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场,磁感应强度为B,右边界PQ平行于y轴。一粒子(重力不计)从原点O以与x轴正方向成θ角的速度v垂直射入磁场,当斜向上射入时,粒子恰好垂直PQ射出磁场;当斜向下射入时,粒子恰好不从右边界射出。则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( )

2021年人教版高三物理复习小专题练习 9.2磁场对运动电荷的作用

9.2磁场对运动电荷的作用 (45分钟 100分) 一、单项选择题(每小题7分，共42分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( )

A.沿路径a运动 B.沿路径b运动 C.沿路径c运动 D.沿路径d运动【解析】选B 2.如图所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后( )

A.动能发生改变 B.运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动 C.运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出 D.运动轨迹是一个半圆，并从a点下方某处穿出边界向左射出【解析】选C 3.如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( ) A.该粒子带正电 B.A点与x轴的距离为mv2qB C.粒子由O到A经历时间t=πm2qB D.运动过程中粒子的速度不变【解析】选B 4.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，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)( )

A.1∶3 B.4∶3 C.1∶1 D.3∶2 【解析】选D 5.如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的磁感应强度B需满足( )

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

专练磁场对运动电荷的作用 1.“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞．已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变．由此可判断所需的磁感应强度B正比于( ) A.T B．T C.T3 D．T2 2．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向

60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为( )

A.3mv03qR B.mv0qR C.3mv0qR D.3mv0qR 3.

如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( )

A.qBR2m B.qBRm C.3qBR2m D.2qBRm 4.

(多选)如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上，不计重力．下列说法正确的是( ) A．a、b均带正电 B．a在磁场中飞行的时间比b的短 C．a在磁场中飞行的路程比b的短 D．a在P上的落点与O点的距离比b的近 5.

如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )

A．2 B.2 C．1 D.22 6．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( ) A．轨道半径减小，角速度增大 B．轨道半径减小，角速度减小 C．轨道半径增大，角速度增大 D．轨道半径增大，角速度减小 7．(多选)电视显像管上的图象是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的．为了获得清晰的图象，电子束应该准确地打在相应的荧光点上．电子束飞行过程中受到地磁场的作用，会发生我们所不希望的偏转．从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中，关于电子由于受到地磁场作用的运动情况正确的是(重力不计)( ) A．电子受到一个与速度方向垂直的变力 B．电子在竖直平面内做匀变速曲线运动 C．电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变 D．电子在竖直平面内的运动是匀变速直线运动 8．(多选)

图示为正、负粒子对撞的模拟图，一系列带等量电荷的正、负粒子经左侧的串列加速度器加速后沿直线向右运动离开加速器，控制正、负粒子使其沿圆管的切线方向进入，然后在垂直圆管平面的匀强磁场的作用下沿圆管做匀速圆周运动，最终正、负粒子在圆管的最右端发生正碰，已知串列加速器的加速电压大小为U，磁场的磁感应强度大小为B，正、负粒子的比荷均为qm.则( ) A．如果U保持不变，qm越大，则B越大 B．如果U保持不变，qm越大，则B越小 C．如果qm保持不变，U越大，则粒子在磁场中的运行周期越小 D．如果qm保持不变，粒子在磁场中的运行周期与U无关，且为一定值 9.

如图所示，以直角三角形ABC为边界的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其中∠A＝90°，∠B＝30°，AC＝a.A点的发射源能向

磁场区域内任意方向发射带负电的粒子，粒子的初速度为v0＝qBam，

粒子的比荷为qm，粒子初速度的方向与边界AB的夹角用θ表示，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用．则( ) A．粒子不可能经过C点 B．要使粒子在该场中运动的时间最短，则θ＝60° C．若θ<30°，则这些粒子在磁场中运动的时间一定相等 D．这些粒子经过边界BC区域的长度为a 10.

(多选)图中的MN、PQ为两条相互平行的虚线，在MN的上侧、PQ的下侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，在图中的O点沿与PQ成θ＝30°的方向斜向上射出一带电粒子，粒子在上下两磁场中各偏转一次后恰好经过图中的S点，且经过S点的速度与O点的速度方向相同，忽略粒子的重力．则( ) A．如果保持θ不变，仅将粒子的初速度大小变大，则粒子一定还能经过S点 B．粒子每次经过边界PQ时的速度都与初速度相同 C．该粒子可能带正电也可能带负电 D．如果仅将θ增大到60°，则粒子一定不能经过S点 11.

在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直圆面指向纸外．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成α＝15°角，如图所示．此粒子在磁场区域运动的过程中，速度的方向改变了90°.重力可忽略不计，求： (1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t； (2)该粒子射入时的速度大小v.

12．(拉萨中学月考) 一个负离子质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直屏S经小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里． (1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离； (2)如果离子进入磁场后经时间t到达P点，证明直线OP与离子

入射方向之间的夹角θ与t的关系为θ＝qB2mt. 练高考——找规律 1．(·课标Ⅰ)

现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比值约为( ) A．11 B．12 C．121 D．144

2．(课标Ⅱ)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ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与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.ω3B B.ω2B C.ωB D.2ωB 3．(课标Ⅲ)

平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0)．粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为( )

A.mv2qB B.3mvqB C.2mvqB D.4mvqB 4．(·四川理综)

如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb；当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力．则( ) A．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝2∶1 B．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝1∶2 C．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝2∶1 D．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝1∶2

练模拟——明趋势

5．(河北邢台质检)

如图所示，边长为L的正方形有界匀强磁场ABCD，带电粒子从A点沿AB方向射入磁场，恰好从C点飞出磁场；若带电粒子以相同的速度从AD的中点P垂直AD射入磁场，从DC边的M点飞出磁场(M点未画出)．设粒子从A点运动到C点所用时间为t1，由P点运动到M点所用时间为t2(带电粒子重力不计)，则t1∶t2为( ) A．2∶1 B．2∶3 C．3∶2 D.3∶2 6．(广东广州综合测试(一))

不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的运动径迹如图．分别用vM与vN，tM与tN，qM

mM与qNmN表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，则( ) A．如果qMmM＝qNmN，则vM>vN B．如果qMmM＝qNmN，则vMC．如果vM＝vN，则qMmM>qNmN D．如果tM＝tN，则qMmM>qNmN 7．(多选)(福建福州质检)

在半径为R的圆形区域内，存在垂直圆面的匀强磁场．圆边上的P处有一粒子源，沿垂直于磁场的各个方向，向磁场区发射速率均为v0的同种粒子，如图所示．现测得：当磁感应强度为B1时，粒子均

从由P点开始弧长为12πR的圆周范围内射出磁场；当磁感应强度为

B2时，粒子则从由P点开始弧长为23πR的圆周范围内射出磁场．不计

粒子的重力，则( ) A．前后两次粒子运动的轨迹半径之比为r1∶r2＝2∶3 B．前后两次粒子运动的轨迹半径之比为r1∶r2＝2∶3 C．前后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2＝2∶3 D．前后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2＝3∶2 8．(湖南衡阳联考)

如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是( ) A．粒子a带负电 B．粒子c的动能最大 C．粒子b在磁场中运动的时间最长