《（北京專用）2021版高考物理總復(fù)習(xí)第十一章第2講洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)精練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）2021版高考物理總復(fù)習(xí)第十一章第2講洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)精練（含解析）（14頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí)第十一章第2講洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)精練（含解析）第2講洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)A組基礎(chǔ)鞏固1.(2017海淀期末)來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子,若這些粒子都直接到達(dá)地面,將會(huì)對(duì)地球上的生命帶來危害。但由于地磁場(如圖所示)的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面。若不考慮地磁偏角的影響,關(guān)于上述高能帶電粒子在地磁場的作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷,下列說法中正確的是()A.若帶電粒子帶正電,且沿地球赤道平面射向地心,則由于地磁場的作用將向東偏轉(zhuǎn)B.若帶電粒子帶正電,且沿地球赤道平面射向地心

2、,則由于地磁場的作用將向北偏轉(zhuǎn)C.若帶電粒子帶負(fù)電,且沿垂直地球赤道平面射向地心,則由于地磁場的作用將向南偏轉(zhuǎn)D.若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心,它可能在地磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案A高能帶電粒子在地磁場中受洛倫茲力影響,由左手定則可判斷,若帶電粒子帶正電,且沿地球赤道平面射向地心,受到向東的洛倫茲力,則粒子向東偏轉(zhuǎn),A對(duì)B錯(cuò);若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心,它將不受洛倫茲力,做直線運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)。2.(2014北京理綜,16,6分)帶電粒子a、b在同一勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的動(dòng)量大小相等,a運(yùn)動(dòng)的半徑大于b運(yùn)動(dòng)的半徑。若a、b的電荷量分別為qa、qb,質(zhì)量分別為ma、mb,

3、周期分別為Ta、Tb。則一定有()A.qaqbB.mambC.TaTbD.qamaRb,pa=pb,Ba=Bb,故qar乙,所以m甲m乙,又T=2mBq,則T甲T乙,t甲=12T甲,t乙=12T乙,故t甲t乙,B選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。8.如圖所示,有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,O為圓的圓心,磁場方向垂直紙面向里。兩個(gè)正、負(fù)電子a、b,以不同的速率沿著PO方向進(jìn)入磁場,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。不計(jì)電子之間的相互作用及重力。a與b比較,下列判斷正確的是()A.a為正電子,b為負(fù)電子B.b的速率較大C.a在磁場中所受洛倫茲力較大D.b在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長答案B由左手定則可知b帶正電,a帶負(fù)電,由題圖可知rbra

4、,又qvB=mv2r,r=mvqB,則vbva,對(duì)f洛=qvB,則f洛bf洛a。T=2rv=2mqB,兩者周期相同,但b的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角小,b在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短。9.(2017北京東城期末)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,以垂直于磁場方向的速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(1)畫出粒子此時(shí)所受洛倫茲力的方向及運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖;(2)推導(dǎo)軌道半徑公式;(3)推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)周期公式。答案見解析解析(1)如圖所示(2)帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中所受洛倫茲力F洛=qvB洛倫茲力充當(dāng)向心力F洛=mv2r解得軌道半徑r=mvBq(3)帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期T=2rv=2mBqB組綜合提

5、能1.(2018西城二模)我們通常用陰極射線管來研究磁場、電場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,如圖所示為陰極射線管的示意圖。玻璃管已抽成真空,當(dāng)左右兩個(gè)電極連接到高壓電源時(shí),陰極會(huì)發(fā)射電子,電子在電場的加速下,由陰極沿x軸方向飛向陽極,電子掠射過熒光屏,屏上亮線顯示出電子束的徑跡。要使電子束的徑跡向z軸正方向偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是()A.加一電場,電場方向沿z軸正方向B.加一電場,電場方向沿y軸負(fù)方向C.加一磁場,磁場方向沿z軸正方向D.加一磁場,磁場方向沿y軸負(fù)方向答案D電子在電場中所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反,若所加電場方向沿z軸正方向,則電子束向z軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn);若所加電場方向沿y軸負(fù)方向,則電子

6、束向y軸正方向偏轉(zhuǎn),A、B錯(cuò)誤。由左手定則可知,若所加磁場方向沿z軸正方向,電子受洛倫茲力方向沿y軸正方向,電子束向y軸正方向偏轉(zhuǎn);若所加磁場方向沿y軸負(fù)方向,電子受洛倫茲力方向沿z軸正方向,電子束向z軸正方向偏轉(zhuǎn),C錯(cuò)誤,D正確。2.(2017朝陽期末)在光滑絕緣水平面上,用絕緣細(xì)線拉著一帶負(fù)電的小球,在水平面內(nèi)繞豎直方向的軸做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,俯視圖如圖所示。若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)細(xì)線突然斷開,則小球此后()A.仍做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),但半徑減小B.仍保持原來速度大小,做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.做順時(shí)針方向的曲線運(yùn)動(dòng),但不是圓周運(yùn)動(dòng)D.做順時(shí)針方向的圓周運(yùn)

7、動(dòng),半徑可能不變答案D細(xì)線斷開前,帶負(fù)電的小球做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),在A位置小球受的拉力方向向左,洛倫茲力方向向右,合力充當(dāng)向心力;細(xì)線斷了以后,小球在A位置受的洛倫茲力向右,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力大小可能與細(xì)線斷前小球所受合力相等,軌跡半徑可能不變。故選D。3.如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場。在x0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0;x1)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場,此時(shí)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí),求(不計(jì)重力)(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(2)粒子與O點(diǎn)間的距離。答案(1)mB0q(1+1)(2)2mv0B0q(1-1)解析本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)。(1)在勻強(qiáng)磁場中,帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)在x0區(qū)域,圓周半徑為R1;在x0區(qū)域,圓周半徑為R2。由洛倫茲力公式及牛頓定律得qB0v0=mv02R1qB0v0=mv02R2粒子速度方向轉(zhuǎn)過180時(shí),所需時(shí)間t1為t1=R1v0粒子再轉(zhuǎn)過180時(shí),所需時(shí)間t2為t2=R2v0聯(lián)立得所求時(shí)間為t0=t1+t2=mB0q(1+1)(2)由幾何關(guān)系得,所求距離為d0=2(R1-R2)=2mv0B0q(1-1)14