浙江专用2021高考物理大一轮总复习第八章第2课时运动电荷在磁场中受到的力知能达标训练.doc

第2课时运动电荷在磁场中受到的力

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知识点题号1.洛伦兹力1、3、42.带电粒子在磁场中的运动5、6、73.综合应用2、8、9、10、11一、单项选择题
1.(2013年安徽理综)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是(B)

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
解析:d、b导线在O点产生的磁场的磁感应强度叠加后抵消,a、c导线在O点产生的磁场的磁感应强度叠加后水平向左,再依据左手定则判断带正电的粒子所受洛伦兹力的方向向下,选项B正确.
2.(2012年北京理综)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:粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动有qvB=m,得R=,周期T==,其等效环形电流I==,故选项D正确.
3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是(C)

A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动
B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动
C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动
D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动
解析:由于通电螺线管内存在匀强磁场,电子运动方向与磁感线平行,所以不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动.
4.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将(B)
A.竖直向下沿直线射向地面
B.相对于预定地点,稍向东偏转
C.相对于预定地点,稍向西偏转
D.相对于预定地点,稍向北偏转
解析:地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电,根据左手定则可判定,质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向
向东.
(1)解答本题首先要明确磁场的分布情况,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近.
(2)应用左手定则时要注意粒子的电性以及运动的方向.
5.如图所示,质量为m、电荷量为e的电子的初速度为零,经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为B的偏转磁场(磁场方向垂直纸面),其运动轨迹如图所示.以下说法中正确的是(D)

A.加速电场的场强方向向上
B.偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里
C.电子在电场中运动和在磁场中运动时,加速度都不变,都是匀变速运动
D.电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为F=
解析:电子带负电,向上加速运动,因此加速电场的方向应为竖直向下,选项A错误;电子刚进入偏转磁场时受水平向左的洛伦兹力,根据左手定则知偏转磁场的方向垂直纸面向外,选项B错误;电子在电场中运动时加速度可能变化,在磁场中运动时,加速度变化,选项C错误;根据动能定理可知,电子进入磁场时的速度为v,Ue=mv2,洛伦兹力的大小为F=Bev,得F=,选项D正确.
6.(2013年新课标全国理综Ⅱ)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)
A. B. C. D.
解析:带电粒子射入磁场其轨迹及各量的几何关系如图所示.

粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即qv0B=m,粒子在磁场中的轨道半径r=Rtan60°=R,则B==,选项A正确.
7.(2012年广东理综)质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是(A)

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做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
解析:由左手定则判断得M带负电、N带正电,选项A正确.由题图可知M、N半径关系为RM>RN,由半径R=可知,vM>vN,选项B错误.因洛伦兹力与速度方向时刻垂直,故不做功,选项C错误.由周期公式T=及t=T可知,tM=tN,选项D错误.
二、不定项选择题
8.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.下列说法中正确的是(BD)

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