2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第27講 磁場對運動電荷的作用（含解析）1在武漢市某中學(xué)操場的上空中停著一個熱氣球，從它底部脫落一個塑料小部件，下落過程中由于和空氣的摩擦而帶負(fù)電，如果沒有風(fēng)，那么它的著地點會落在氣球正下方地面位置的()A偏東B偏西C偏南 D偏北2xx·揭陽模擬如圖K271所示，在示波管下方有一根水平放置的通電直導(dǎo)線，則示波管中的電子束將()圖K271A向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn) D向紙里偏轉(zhuǎn)3如圖K272所示，一帶負(fù)電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率()圖K272A變大B變小C不變D條件不足，無法判斷4xx·蘇北四市一模電視顯像管上的圖像是電子束打在熒光屏的熒光點上產(chǎn)生的為了獲得清晰的圖像，電子束應(yīng)該準(zhǔn)確地打在相應(yīng)的熒光點上電子束飛行過程中受到地磁場的作用，會發(fā)生我們所不希望的偏轉(zhuǎn)電子重力不計，從電子槍射出后自西向東飛向熒光屏的過程中，下列說法正確的是()A電子受到一個與速度方向垂直的恒力B電子在豎直平面內(nèi)做勻變速曲線運動C電子向熒光屏運動的過程中速率不發(fā)生改變D電子在豎直平面內(nèi)的運動是勻速圓周運動5xx·朝陽期末正方形區(qū)域ABCD中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個粒子(不計重力)以一定速度從AB邊的中點M沿既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入磁場，正好從AD邊的中點N射出若將磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個粒子射出磁場的位置是()AA點BND之間的某一點CCD之間的某一點 DBC之間的某一點圖K273圖K2746xx·廣西四市聯(lián)考(雙選)如圖K274所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界上的O點分別以與邊界的夾角為30°和60°的方向射入磁場，又恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是()AA、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是BA、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是CA、B兩粒子的之比是DA、B兩粒子的之比是圖K2757xx·廈門期末圖K275是回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩個金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連現(xiàn)分別加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)已知q22q1，m22m1，下列說法中正確的是()A它們的最大速度相同B它們的最大動能相同C僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能8xx·鄭州模擬如圖K276所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，其核心部分是兩個D形金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻交流電源相連，則帶電粒子獲得的最大動能與下列哪些因素有關(guān)()圖K276A加速的次數(shù)B加速電壓的大小C交流電的頻率D勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度9xx·廈門適應(yīng)性考試顯像管原理的示意圖如圖K277所示，當(dāng)沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的O點，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向，若使高速電子流打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()圖K277ABCD圖K27810如圖K279所示，在x<0與x>0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，且B1B2，一個帶負(fù)電、比荷為k的粒子從坐標(biāo)原點O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，粒子重力不計(1)求粒子在兩個磁場中運動的軌道半徑；(2)如果B12B2，則粒子再次回到原點時運動了多長時間？(3)要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？圖K27911xx·湖北八校聯(lián)考如圖K2710所示，在正方形區(qū)域ABCD內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場在t0時刻，一位于AD邊中點O的粒子源在ABCD平面內(nèi)發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向分布在與OD邊的夾角0180°范圍內(nèi)已知沿OD方向發(fā)射的粒子在tt0時刻剛好從磁場邊界CD上的P點離開磁場，粒子在磁場中做圓周運動的半徑恰好等于正方形邊長L，粒子重力不計，求：(1)粒子的比荷；(2)假設(shè)粒子源發(fā)射的粒子在0180°范圍內(nèi)均勻分布，t0時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與粒子源發(fā)射的總粒子數(shù)之比；(3)從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間圖K2710課時作業(yè)(二十七)1B解析 小部件帶負(fù)電，下落過程受洛倫茲力作用，由左手定則，洛倫茲力向西，它的著地點回落在氣球正下方地面偏西位置，B正確2A解析 根據(jù)安培定則，通電導(dǎo)線在上方產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，又根據(jù)左手定則，電子束受到向上的洛倫茲力，向上偏轉(zhuǎn)，A正確3B解析 加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，帶負(fù)電的滑塊下滑時受到垂直于斜面向下的洛倫茲力，使得滑塊受到的摩擦力增大，故滑至底端時的速率變小，A、C、D錯誤，B正確4CD解析 電子在飛行過程中受到地磁場洛倫茲力的作用，洛倫茲力是變力而且不做功，所以電子的速率不發(fā)生改變，選項A、B錯誤，選項C正確；電子在自西向東飛向熒光屏的過程中所受的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量可視為定值，故電子在豎直平面內(nèi)所受洛倫茲力大小不變、方向始終與速度方向垂直，故電子在豎直平面內(nèi)的運動是勻速圓周運動，選項D正確5A解析 從M射入從N射出，則軌道半徑為r(a為正方形邊長)，若將B加倍，由半徑公式R可得，粒子軌道半徑減半，即r，所以粒子從A射出磁場，A正確6BD解析 粒子做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系，有RAcos30°RAd，RBcos60°RBd，解得，A錯，B對；因半徑R，故R，故，C錯，D對7A解析 由洛倫茲力提供向心力，有qvBm，即v，當(dāng)粒子運動的軌道半徑最大即rR時，粒子的速度達(dá)到最大，即vm，而氘核和氦核的比荷相等，所以它們的最大速度相同，選項A正確；又因為它們的質(zhì)量不同，所以它們的最大動能不同，選項B錯誤；根據(jù)關(guān)系式vm可知，粒子的最大速度或最大動能與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形金屬盒的尺寸R有關(guān)，而與高頻電源的電壓或頻率無關(guān)，選項C、D錯誤8D解析 在勻強(qiáng)磁場中，帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，有qvB，最大半徑R，帶電粒子獲得的最大動能Ek，D正確9A解析 電子流打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，洛倫茲力先向上后向下，由左手定則，磁場方向先向外后向里；由a點逐漸移動到b點，電子做圓周運動的半徑先增大再減小，由r，則磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小再增大，故選A.10(1)r1r2(2)t(3)解析 (1)粒子做圓周運動的半徑公式r，又k則粒子在兩個磁場中運動的軌道半徑r1，r2(2)因B12B2，則r22r1，粒子再次回到原點需經(jīng)歷左邊兩個半圓和右邊一個半圓，則經(jīng)歷左邊兩個半圓的時間t1經(jīng)歷右邊一個半圓的時間t2則總時間tt1t2.(3)在xOy平面內(nèi)，粒子分別在左邊和右邊各運動一個半圓，其直徑差為d2(r2r1)，如圖所示粒子每經(jīng)歷一次回旋，其y軸坐標(biāo)就減小d，設(shè)經(jīng)歷n次回旋y軸坐標(biāo)減小2r1時，再經(jīng)過左邊的半個圓周恰好通過O點，則d×n2r1(n1，2，3，)所以(n1，2，3，)解得(n1，2，3，)11(1)(2)(3)t(arcsin)t0解析 (1)初速度沿OD方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示，其圓心為N，由幾何關(guān)系有：ONP，t0.粒子做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，根據(jù)牛頓第二定律得BqvmR且v解得.(2)依題意，同一時刻仍在磁場中的粒子到O點距離相等在t0時刻仍在磁場中的粒子應(yīng)位于以O(shè)為圓心，OP為半徑的弧PW上. 由圖知POW此時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與總粒子數(shù)之比為.(3)在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡應(yīng)該與磁場邊界B點相交設(shè)此粒子運動軌跡對應(yīng)的圓心角為，則sin在磁場中運動的最長時間tTt0所以從粒子發(fā)射到全部離開所用時間為t(arcsin)t0.