2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題8.2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用教學(xué)案

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1、專題8.2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1.會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小，并能判斷其方向.2.掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并能解決確定圓心、半徑、運(yùn)動(dòng)軌跡、周期、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等相關(guān)問(wèn)題 一、洛倫茲力、洛倫茲力的方向和洛倫茲力的公式1洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力。2洛倫茲力的方向(1)判定方法：左手定則：掌心磁感線垂直穿入掌心；四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向；拇指指向洛倫茲力的方向。(2)方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v，即F垂直于B和v決定的平面。3洛倫茲力的大小(1)vB時(shí)，洛倫茲力F0。(0或180)(2)vB時(shí)，洛倫茲力FqvB。(90)(3)v0時(shí)，洛倫茲力F0。二、帶電粒子在

2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3半徑和周期公式：(vB)三、質(zhì)譜儀和回旋加速器1質(zhì)譜儀圖1(1)構(gòu)造：如圖1所示，由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成。(2)原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qUmv2。粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB。由兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷。r ，m，。圖22回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖2所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒的縫隙處接

3、交流電源。D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。(2)原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)D形盒縫隙，兩盒間的電勢(shì)一次一次地反向，粒子就會(huì)被一次一次地加速。由qvB，得Ekm，可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒半徑?jīng)Q定，與加速電壓無(wú)關(guān)。 高頻考點(diǎn)一對(duì)洛倫茲力的理解例1下列關(guān)于洛倫茲力的說(shuō)法中，正確的是()A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B如果把q改為q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D粒子在只受到洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變答案B解析因?yàn)槁鍌惼澚Φ拇笮〔坏?/p>

4、與粒子速度大小有關(guān)，而且與粒子速度的方向有關(guān)，如當(dāng)粒子速度與磁場(chǎng)垂直時(shí)FqvB，當(dāng)粒子速度與磁場(chǎng)平行時(shí)F0.又由于洛倫茲力的方向永遠(yuǎn)與粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同時(shí)，洛倫茲力的方向也不同，所以A選項(xiàng)錯(cuò)因?yàn)閝改為q且速度反向，由左手定則可知洛倫茲力方向不變，再由FqvB知大小也不變，所以B選項(xiàng)正確因?yàn)殡姾蛇M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向可以與磁場(chǎng)方向成任意夾角，所以C選項(xiàng)錯(cuò)因?yàn)槁鍌惼澚偱c速度方向垂直，因此，洛倫茲力不做功，粒子動(dòng)能不變，但洛倫茲力可改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使粒子速度的方向不斷改變，所以D選項(xiàng)錯(cuò)【變式探究】如圖1所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面

5、向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法中正確的是()圖1A微粒一定帶負(fù)電B微粒的動(dòng)能一定減小C微粒的電勢(shì)能一定增加 D微粒的機(jī)械能不變答案A【舉一反三】(多選)如圖2所示，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，則()圖2A經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等B經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小C甲球的釋放位置比乙球的高D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)小球的

6、機(jī)械能均保持不變答案CD解析三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，有mghmv2，在圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)甲有qv1Bmg，對(duì)乙有mgqv2B，對(duì)丙有mg，可判斷v1v3v2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C、D正確高頻考點(diǎn)二帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)例2(多選)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和，中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是中的k倍兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)與中運(yùn)動(dòng)的電子相比，中的電子()A運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B加速度的大小是中的k倍C做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等答案AC【變式探究】空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場(chǎng)方向垂直于橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0

7、)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60。不計(jì)重力，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.BC. D解析：帶電粒子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果入射速度沿半徑方向，則出射速度也沿半徑方向，抓住此幾何關(guān)系進(jìn)行求解。若磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，其運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑rR，由洛倫茲力提供向心力，即qv0B，得R，故勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，若磁場(chǎng)方向向下可得到同樣的結(jié)果。故A正確。答案：A【舉一反三】如圖所示，在x軸下方的第、象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B12B22B，帶電粒子a、b分別從x軸上的P、Q

8、兩點(diǎn)(圖中沒(méi)有標(biāo)出)以垂直于x軸方向的速度同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2中，兩粒子恰在第一次通過(guò)y軸時(shí)發(fā)生正碰，碰撞前帶電粒子a的速度方向與y軸正方向成60角，若兩帶電粒子的比荷分別為k1、k2，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小分別為v1、v2，不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用，則下列關(guān)系正確的是()Ak12k2B2k1k2Cv12v2 D2v1v2答案：C【方法技巧】帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題“三步法”1畫(huà)軌跡：即確定圓心，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡2找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度的聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的聯(lián)系，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與周期的聯(lián)系3用規(guī)律：即牛頓運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周期公式

9、、半徑公式1【2016全國(guó)卷】一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示圖中直徑MN的兩端分別開(kāi)有小孔，筒繞其中心軸以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30角當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒不計(jì)重力若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為()圖1A. B.C. D.2【2016全國(guó)卷】平面OM和平面ON之間的夾角為30，其橫截面(紙面)如圖1所示，平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q(q0)粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左

10、上方射入磁場(chǎng)，速度與OM成30角已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn)，并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)不計(jì)重力粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為()圖1A. B.C. D.由幾何關(guān)系可知OCD30，RtODC中，CDODcot 30R；由對(duì)稱性知，ACCDR；等腰ACO中，OA2ACcos 303R；等邊OAB中，ABR，所以O(shè)BOAAB4R.由qvBm得R，所以O(shè)B，D正確3【2016北京卷】如圖1所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v沿垂直磁場(chǎng)方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)不計(jì)帶電粒子所受重力(1)求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T；(2)為

11、使該粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，還需要同時(shí)存在一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小圖1【答案】(1)(2)vB4【2016四川卷】如圖1所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb，當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc，不計(jì)粒子重力則()圖1Avbvc12，tbtc21Bvbvc21，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12【答案】A【解析】由題可得帶正電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且洛倫茲力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的

12、向心力，作出粒子兩次運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示由qvBmmr可以得出vbvcrbrc12, 又由tT可以得出時(shí)間之比等于偏轉(zhuǎn)角之比由圖看出偏轉(zhuǎn)角之比為21，則tbtc21，選項(xiàng)A正確5.(2016海南單科14)如圖，A、C兩點(diǎn)分別位于x軸和y軸上，OCA30，OA的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。在OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以平行于y軸的方向從OA邊射入磁場(chǎng)。已知粒子從某點(diǎn)射入時(shí)，恰好垂直于OC邊射出磁場(chǎng)，且粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0。不計(jì)重力。 (1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)若粒子先后從兩不同點(diǎn)以相同的速度射入磁場(chǎng)，恰好從OC邊上的同一點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求該粒子這

13、兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和；(3)若粒子從某點(diǎn)射入磁場(chǎng)后，其運(yùn)動(dòng)軌跡與AC邊相切，且在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，求粒子此次入射速度的大小。(2)圖(a)設(shè)粒子從OA邊兩個(gè)不同位置射入磁場(chǎng)，能從OC邊上的同一點(diǎn)P射出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖(a)所示。設(shè)兩軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為1和2。由幾何關(guān)系有：11802粒子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1與t2，則t1t22t0(3)答案：(1)(2)2t0(3)1.【2015海南1】3如圖所示，a是豎直平面P上的一點(diǎn)，P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)，P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下，在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn)。在電子經(jīng)過(guò)

14、a點(diǎn)的瞬間。條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向（）A向上 B向下 C向左 D向右【答案】A【解析】條形磁鐵的磁感線方向在a點(diǎn)為垂直P向外，粒子在條形磁鐵的磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)左手定則可得電子受到的洛倫茲力方向向上，A正確。 2.【2015全國(guó)新課標(biāo)14】4兩相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子（不計(jì)重力），從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子的A軌道半徑減小，角速度增大 B軌道半徑減小，角速度減小C軌道半徑增大，角速度增大 D軌道半徑增大，角速度減小【答案】D【解析】由于磁場(chǎng)方向與速度方向垂直，粒子只受到洛倫茲力作用，即，軌道半徑，

15、洛倫茲力不做功，從較強(qiáng)到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，速度大小不變，但磁感應(yīng)強(qiáng)度變小，軌道半徑變大，根據(jù)角速度可判斷角速度變小，選項(xiàng)D正確。 3.【2015廣東16】7在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子（）和質(zhì)子（）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若它們的動(dòng)量大小相等，則粒子和質(zhì)子A運(yùn)動(dòng)半徑之比是21 B運(yùn)動(dòng)周期之比是21C運(yùn)動(dòng)速度大小之比是41 D受到的洛倫茲力之比是21【答案】B4.【2015全國(guó)新課標(biāo)19】8有兩個(gè)運(yùn)強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I和 II，I中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是II中的k倍，兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與I中運(yùn)動(dòng)的電子相比，II中的電子A運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是I中的k倍B加速度的大小是I中的k倍C做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是I中的k

16、倍D做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是I中的k倍【答案】AC【解析】電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由洛倫茲力提供：，解得：，因?yàn)镮中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是II中的k倍，所以，II中的電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是I中的k倍，故A正確；加速度，加速度大小是I中的1/k倍，故B錯(cuò)誤；由周期公式：，得II中的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是I中的k倍，故C正確；角速度，II中的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是I中的1/k倍，D錯(cuò)誤5.【2015四川7】9如圖所示，S處有一電子源，可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子，平板MN垂直于紙面，在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L=9.1cm，中點(diǎn)O與S間的距離d4.55cm，MN與SO直線的夾角為，板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有

17、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0104T，電子質(zhì)量m9.11031kg，電荷量e1.61019C，不計(jì)電子重力。電子源發(fā)射速度v1.6106m/s的一個(gè)電子，該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l，則A90時(shí)，l9.1cm B60時(shí)，l9.1cmC45時(shí)，l4.55cm D30時(shí)，l4.55cm【答案】AD由圖中幾何關(guān)系可知，此時(shí)S2O與MN的夾角90，故選項(xiàng)A正確；選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 5.(2015山東卷)如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(區(qū))和小圓內(nèi)部(區(qū))均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)間距為d的兩平行金屬極板間

18、有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，上極板開(kāi)有一小孔一質(zhì)量為m、電量為q的粒子由小孔下方處?kù)o止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場(chǎng)，由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場(chǎng)不計(jì)粒子的重力(1)求極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；(2)若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切，求區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；(3)若區(qū)、區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、，粒子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再次經(jīng)過(guò)H點(diǎn)，求這段時(shí)間粒子運(yùn)動(dòng)的路程【解析】(1)設(shè)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，對(duì)粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得qEmv2由式得E(3)設(shè)粒子在區(qū)和區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為R1、R2，由題意可知，區(qū)和區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1、B2，由牛頓第二定律得qvB1m，qvB2m代入數(shù)據(jù)得R1，R2設(shè)

19、粒子在區(qū)和區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為T1、T2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得T1，T2據(jù)題意分析，粒子兩次與大圓相切的時(shí)間間隔內(nèi)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，根據(jù)對(duì)稱可知，區(qū)兩段圓弧所對(duì)圓心角相同，設(shè)為1，區(qū)內(nèi)圓弧所對(duì)圓心角設(shè)為2，圓弧和大圓的兩個(gè)切點(diǎn)與圓心O連線間的夾角設(shè)為，由幾何關(guān)系得1120218060粒子重復(fù)上述交替運(yùn)動(dòng)回到H點(diǎn)，軌跡如圖3所示，設(shè)粒子在區(qū)和區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，可得t1T1，t2T2設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的路程為s，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得sv(t1t2)聯(lián)立式得s5.5d【答案】(1)(2)或(3)5.5D1. (2014新課標(biāo)全國(guó)卷，16)如圖15所示，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直

20、于圖平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫(huà)出)。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出，從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O。已知粒子穿越鋁板時(shí)，其動(dòng)能損失一半，速度方向和電荷量不變。不計(jì)重力，鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為()圖15A2 B. C1 D.答案D2. (多選)(2014新課標(biāo)全國(guó)卷，20)圖16為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖。圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子。當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖16A電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡

21、無(wú)法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D粒子的動(dòng)能越大，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小答案AC3(2014安徽卷，18)“人造小太陽(yáng)”托卡馬克裝置使用強(qiáng)磁場(chǎng)約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內(nèi)部，而不與裝置器壁碰撞。已知等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強(qiáng)的磁場(chǎng)，以使帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑不變。由此可判斷所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度B正比于()A. BT C. DT2解析根據(jù)牛頓第二定律及洛倫茲力公式得：qvB由題意知：EkT，可得v2T聯(lián)立得：B，選項(xiàng)A正確。 答案A4（2014山東卷）如圖甲所示，間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存

22、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示t0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，以初速度v0.由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)當(dāng)B0和TB取某些特定值時(shí)，可使t0時(shí)刻入射的粒子經(jīng)t時(shí)間恰能垂直打在P板上(不考慮粒子反彈)上述m、q、d、v0為已知量圖甲圖乙(1)若tTB，求B0；(2)若tTB，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大?。?3)若B0，為使粒子仍能垂直打在P板上，求TB.【答案】(1)(2)(3)(3)設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，周期為T，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得T由牛頓第二定律得qv0B0由題意知B0，代入式

23、得d4R粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，O1、O2為圓心，O1O2連接與水平方向的夾角為，在每個(gè)TB內(nèi)，只有A、B兩個(gè)位置才有可能垂直擊中P板，且均要求00)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為.已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60，則粒子的速率為(不計(jì)重力)()A. B.C. D.【答案】B【解析】由Bqv可得v，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何知識(shí)得半徑rR，故B正確8.（2013新課標(biāo)全國(guó)卷）空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場(chǎng)方向垂直于橫截面一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)

24、速度方向偏離入射方向60.不計(jì)重力，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.B.C. D.【答案】A【解析】由Bqv0可得：B，粒子沿半徑射入磁場(chǎng)必沿半徑射出磁場(chǎng)，可作出運(yùn)動(dòng)軌跡圖如圖所示，由幾何知識(shí)可得：rR ，即B，A正確9.（2013安徽卷） 如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且ab邊與y軸平行一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h，0)點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)

25、入第象限，且速度與y軸負(fù)方向成45角，不計(jì)粒子所受的重力求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；(3)abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為vyatv0，所以vv0，方向指向第象限與x軸正方向成45角(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qvBm，當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有rL，所以B. 1.在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則陰極射線將會(huì)()A向上偏轉(zhuǎn) B向下偏轉(zhuǎn)C向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) D向紙外偏轉(zhuǎn)答案：B2如圖所示，斜面頂端在同一高度的三個(gè)光滑斜面AB、AC、

26、AD，均處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一個(gè)帶負(fù)電的絕緣物塊，分別從三個(gè)斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放，設(shè)滑到底端的時(shí)間分別為tAB、tAC、tAD，則()AtABtACtADBtABtACtADCtABtACtADD無(wú)法比較解析：帶負(fù)電物塊在磁場(chǎng)中的光滑斜面上受重力、支持力和垂直斜面向下的洛倫茲力，設(shè)斜面的高度為h，傾角為，可得物塊的加速度為agsin ，由公式xat2解得t，可知越大，t越小，選項(xiàng)C正確。答案：C3.如圖所示，a、b是兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界上的兩點(diǎn)，左邊勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直紙面向里，右邊勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直紙面向外，兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。電荷量為2e的正離子以某一速度從a點(diǎn)垂直磁場(chǎng)邊界向左

27、射出，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，擊中并吸收了一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子，不計(jì)正離子和電子的重力且忽略正離子和電子間的相互作用，則它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是()答案：D4兩個(gè)質(zhì)量、帶電量絕對(duì)值均相同的粒子a、b，以不同的速率沿AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。不計(jì)粒子重力，則下列說(shuō)法正確的是()Aa粒子帶正電Bb粒子帶負(fù)電Ca粒子速度較小Db粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)解析：由題圖結(jié)合左手定則可知a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電，A、B錯(cuò)誤。由題圖知RaRb，而qvBvR，C正確；由題圖知偏轉(zhuǎn)角ba，而t，故D錯(cuò)誤。答案：C5如圖所示，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫(huà)出)。

28、一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出，從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O。已知粒子穿越鋁板時(shí)，其動(dòng)能損失一半，速度方向和電荷量不變。不計(jì)重力。鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為()A2 BC1 D答案：D6某一空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且大小不變、方向隨時(shí)間t做周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(如圖甲所示)，規(guī)定垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎榱耸轨o止于該磁場(chǎng)中的帶正電的粒子能按abcdef的順序做橫“”字曲線運(yùn)動(dòng)(即如圖乙所示的軌跡)，下列辦法可行的是(粒子只受磁場(chǎng)力的作用，其他力不計(jì))()A若粒子的初始位置在a處，在t時(shí)給粒子一個(gè)沿切線方向水平向右的初速度B若粒子的初始位置在f處，在t時(shí)給粒

29、子一個(gè)沿切線方向豎直向下的初速度C若粒子的初始位置在e處，在tT時(shí)給粒子一個(gè)沿切線方向水平向左的初速度D若粒子的初始位置在b處，在t時(shí)給粒子一個(gè)沿切線方向豎直向上的初速度解析：要使粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如題圖乙所示，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期應(yīng)為T0，結(jié)合左手定則可知，選項(xiàng)A、D正確。 答案：AD7.如圖，兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的有()Aa、b均帶正電Ba在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短Ca在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短Da在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近答案：AD8如圖所示，在區(qū)域和區(qū)域內(nèi)分別存在與紙面垂直但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)

30、域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度是區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的2倍，一帶電粒子在區(qū)域左側(cè)邊界處以垂直邊界的速度進(jìn)入?yún)^(qū)域，發(fā)現(xiàn)粒子離開(kāi)區(qū)域時(shí)速度方向改變了30，然后進(jìn)入?yún)^(qū)域，測(cè)得粒子在區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則下列說(shuō)法正確的是()A粒子在區(qū)域和區(qū)域中的速率之比為11B粒子在區(qū)域和區(qū)域中的角速度之比為21C粒子在區(qū)域和區(qū)域中的圓心角之比為12D區(qū)域和區(qū)域的寬度之比為11解析：答案：ACD9如圖所示，S處有一電子源，可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子，平板MN垂直于紙面，在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L9.1 cm，中點(diǎn)O與S間的距離d4.55 cm，MN與SO直線的夾角為，板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

31、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0104 T。電子質(zhì)量m9.11031 kg，電荷量e1.61019 C，不計(jì)電子重力。電子源發(fā)射速度v1.6106 m/s的一個(gè)電子，該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l，則()A90時(shí)，l9.1 cm B60時(shí)，l9.1 cmC45時(shí)，l4.55 cm D30時(shí)，l4.55 cm解析：電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R4.55 cm答案：AD10如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a,0)點(diǎn)以速度v，沿與x軸正方向成60角的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)。解析：軌跡示意圖如圖所示，由

32、射入、射出點(diǎn)的半徑可找到圓心O，并得出半徑為r，得B；射出點(diǎn)坐標(biāo)為(0，a)。答案：(0，a)11如圖所示的平面坐標(biāo)系xOy，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)充滿了勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示。開(kāi)始時(shí)刻，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里(如圖)，t0時(shí)刻有一帶正電的粒子(不計(jì)重力)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)，初速度為v02103 m/s。已知該帶電粒子的比荷為1.0104 C/kg。試求：(1)t1104 s時(shí)粒子所處位置的坐標(biāo)(x1，y1)；(2)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)后第一次到達(dá)y軸時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離h。比較粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和磁場(chǎng)變化周期可知，粒子在t1時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了三分之一圓周，其圓心為O1，運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為120，作出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。由圖中幾何關(guān)系有：x1Rcos 30y1R(1sin 30)1.5R聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：x1 m，y10.6 m。故t1104 s時(shí)，粒子所處位置的坐標(biāo)為2)1.6 m- 36 -