2014年高考二轮复习专题训练之 磁场对运动电荷的作用（含答案解析，人教版通用）

2014年高考二轮复习专题训练之 磁场对运动电荷的作用（含答案解析，人教版通用）

‎2014年高考二轮复习专题训练之磁场对运动电荷的作用 ‎1.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力.下列说法正确的是( )‎ A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 ‎2.一束带电粒子以同一速度,并从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1,粒子q2的轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是它们的带电量,则( )‎ A.q1带负电、q2带正电,比荷之比为=2∶1‎ B.q1带负电、q2带正电,比荷之比为=1∶2‎ C.q1带正电、q2带负电,比荷之比为=2∶1‎ D.q1带正电、q2带负电,比荷之比为=1∶1‎ ‎3．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利地垂直进入另一磁感应强度为原来2倍的匀强磁场，则(　　)‎ A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率不变，轨道半径减半 C．粒子的速率减半，轨道半径为原来的 D．粒子的速率不变，周期减半 解析：粒子速率不变，因r＝，B加倍，r减半，B正确，C错误；因T＝，B加倍，T减半，A错误，D正确．‎ 答案：BD[来源:Zxxk.Com]‎ ‎4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．下图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是(　　)‎ A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点 C．粒子带负电 D．粒子带正电 解析：由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以A对B错；由左手定则得粒子应带负电，C对D错．‎ 答案：AC ‎5.如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角.磁场的磁感应强度大小为( )‎ A. B. [来源:学*科*网Z*X*X*K]‎ C. D. ‎ ‎6.长为的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离也为,板不带电,现有质量为m,电荷量为q的正电粒子(不计重力),从极板间左边中点处垂直磁感线以速度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 B.使粒子的速度 C.使粒子的速度 D.使粒子的速度6．随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分．如下图所示为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的(　　)‎ A．电子枪发射能力减弱，电子数减少 B．加速电场的电压过高，电子速率偏大 C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少 D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱 解析：画面变小是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径变大造成的，由公式r＝知，因为加速电压增大，将引起v增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起B减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小．综上所述，只有A项符合题意．‎ 答案：A[来源:学_科_网]‎ ‎7．长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如下图所示，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度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v< B．使粒子的速度v> C．使粒子的速度v> D．使粒子速度时粒子能从右边穿出．‎ 粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O′点，有r2＝，‎ 又由r2＝得v2＝，‎ ‎∴v<时粒子能从左边穿出．‎ 综上可得正确选项是A、B.‎ 答案：AB 二、计算题(3×12′＝36′)‎ ‎8.如图所示，在一个圆形区域内，两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场分布在以直径A‎2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，直径A‎2A4与A‎1A3的夹角为60°，一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，再以垂直A‎2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ 区，最后再从A2处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度B1和B2的大小(忽略粒子重力).‎ ‎9在实验室中，需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间，以达到预想的实验效果.现设想在xOy的纸面内存在如图所示的匀强磁场区域，在O点到P点区域的x轴上方，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，在x轴下方，磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向里，OP两点距离为x0.现在原点O处以恒定速度v0不断地向第一象限内发射氘核粒子.[来源:学科网ZXXK]‎ ‎(1)设粒子以与x轴成45°角从O点射出，第一次与x轴相交于A点，第n次与x轴交于P点，求氘核粒子的比荷(用已知量B、x0、v0、n表示)，并求OA段粒子运动轨迹的弧长(用已知量x0、v0、n表示).‎ ‎(2)求粒子从O点到A点所经历时间t1和从O点到P点所经历时间t(用已知量x0、v0、n表示).‎ ‎10．如下图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O＝R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电荷量为＋q的粒子经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场．粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计．‎ ‎(1)当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；‎ ‎(2)若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；‎ ‎(3)当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值．‎ 解析：(1)粒子从S1到达S2的过程中，根据动能定理得qU＝mv2①[来源:学科网ZXXK]‎ 解得粒子进入磁场时速度的大小v＝ ‎(2)粒子进入磁场后在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，有 qvB＝m②‎ 由①②得，加速电压U与轨迹半径r的关系为U＝当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0＝R 对应电压U0＝ ‎(3)M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短．‎ 根据几何关系可以求得，对应粒子在磁场中运动的半径r＝R 由②得粒子进入磁场时速度的大小v＝＝粒子在电场中经历的时间t1＝＝ 粒子在磁场中经历的时间t2＝＝ 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3＝＝ 粒子从S1到打在收集板D上经历的最短时间为 t＝t1＋t2＋t3＝ 答案：(1)　(2)　(3)