新課標2014年高考二輪專題復習之帶電粒子在磁場中的運動 1．判斷下列說法是否正確：（ ） A．帶電粒子逆著磁感線射入磁場，磁場力做負功，粒子的動能減少 B．帶電粒子僅受洛侖茲力作用時，動能動量均不變化 C．帶電粒子無論沿任何方向射入磁場，洛侖茲力對粒子都不做功 D．一個帶電粒子沿與通有正弦交流電的螺線管的軸線射入管中，粒子將在管中來回運動 圖40-A3 （該題考查洛侖茲力的基本概念） 2．如圖40-A3所示，一個質(zhì)子和一個α粒子垂直于磁場方向從同一點射入一個勻強磁場，若它們在磁場中的運動軌跡是重合的，則它們在磁場中運動的過程中（ ） 圖40-A4 A．磁場對它們的沖量為零 B．磁場對它們的沖量相等 C．磁場對質(zhì)子的沖量是對α粒子沖量的2倍 D．磁場對α粒子的沖量是對質(zhì)子沖量的2倍 （該題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律和動量定理，注意洛侖茲力是變力，它的沖量不能用定義式計算） 3．如圖40-A4所示為電視機顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．線圈中心Ｏ處的黑點表示電子槍射出的電子，它的方向由紙內(nèi)垂直指向紙外．當偏轉(zhuǎn)線圈中的電流方向如圖所示時，電子束應（ ） A．向左偏轉(zhuǎn) B．向上偏轉(zhuǎn) C．向下偏轉(zhuǎn) D．不偏轉(zhuǎn) (該題考查左手定則，注意磁場方向的判斷) 4．質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以速率v垂直磁感線射入磁感強度為B的勻強磁場中，在磁場力作用下做勻速圓周運動，帶電粒子在圓周軌道上運動相當于一環(huán)形電流，則（ ） 　A．環(huán)形電流的電流強度跟q成正比 　B．環(huán)形電流的電流強度跟v成正比 　C．環(huán)形電流的電流強度跟B成正比 　D．環(huán)形電流的電流強度跟m成反比 （該題考查電流強度的定義和粒子做圓周運動的規(guī)律） 圖40-A5 5．在豎直平面內(nèi)放一個光滑絕緣的半圓形軌道，水平方向的磁場與軌道所在平面垂直．如圖40-A5所示．一個帶正電荷的小球由靜止開始從半圓形軌道的最高點A滑下，則（ ） A．小球經(jīng)過最低點B的速率比無磁場時大 B．小球運動到最低點Ｂ所用的時間比無磁場時短 C．小球經(jīng)過最低點Ｂ的速度與無磁場時相等 D．小球運動到最低點Ｂ所用的時間跟無磁場時相等 （該題綜合考查洛侖茲力與力學規(guī)律） 圖40-A6 6．如圖40-A6所示，用絕緣細絲線懸吊著的帶正電小球在勻強磁場中做簡諧振動，則（ ） 　A．當小球每次通過平衡位置時，動能相同 　B．當小球每次通過平衡位置時，動量相同 　C．當小球每次通過平衡位置時，絲線拉力相同 D．撤消磁場后，小球擺動周期不變 （該題綜合考查洛侖茲力與簡諧振動的知識） 圖40-A7 7．如圖40-A7所示，Q1、Q2帶等量正電荷，固定在絕緣平面上，在其連線上有一光滑的絕緣桿，桿上套一帶正電的小球，桿所在的區(qū)域同時存在一個勻強磁場，方向如圖，小球的重力不計．現(xiàn)將小球從圖示位置從靜止釋放，在小球運動過程中，下列說法中哪些是正確的(　　) A．小球加速度將不斷變化 　B．小球速度將一直增大 　C．小球所受洛倫茲力將一直增大 　D．小球所受洛倫茲力大小變化，方向也變化 （該題考查洛侖茲力在動力學中的應用） 二、填空題 圖40-A8 8如圖40-A8，一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應強度為B，寬度為d的勻強電場中，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是 ，穿過磁場的時間是 . （該題考查在洛侖茲力作用下粒子做圓周運動的規(guī)律） 圖40-A9 9．如圖40-A9所示，在光滑的水平面上方有一垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，在水平面上有質(zhì)量為m的不帶電小球I向右運動，與質(zhì)量為2m、帶電量為q的靜止小球Ⅱ正碰后粘在一起運動，若碰撞后兩球?qū)λ阶烂娴目倝毫η『玫扔趍g，則碰撞前小球I的速度大小為 . （該題考查動量守恒定律和洛侖茲力的知識） 三、計算題 a b c d 30° 圖40-A10 10．橫截面為正方形的勻強磁場磁感應強度為B.有一束速率不同的帶電粒子垂直于磁場方向在ab邊的中點，與ab邊成30°角射入磁場，如圖40-A10所示,已知正方形邊長為L.求這束帶電粒子在磁場中運動的最長時間是多少?運動時間最長的粒子的速率必須符合什么條件?(粒子的帶電量為+q、質(zhì)量為m) (該題考查帶電粒子在有界磁場中的運動規(guī)律，注意磁場邊界對帶電粒子軌跡的限制) y x o 圖40-A11 11．如圖40-A11所示，在xoy平面內(nèi)有許多電子（每個電子質(zhì)量為m，電量為e）從坐標原點o不斷地以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第Ⅰ象限．現(xiàn)加上一個垂直于xoy平面的磁感應強度為B的勻強磁場，要求這些電子穿過該磁場后都能平行于x軸向x軸正方向運動，試求出符合該條件的磁場的最小面積．(該題考查帶電粒子在有界磁場中的運動規(guī)律，注意粒子在磁場中速度方向的偏轉(zhuǎn)) 圖40-A12 12．圖40-A12中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線，在平面右側的半空間存在一磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直紙面向外．O是MN上的一點，從O點可以向磁場區(qū)域發(fā)射電量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子，粒子射入磁場時的速度可在紙面內(nèi)各個方向．已知先后射入的兩個粒子恰好在磁場中給定的P點相遇，P到O的距離為L．不計重力及粒子間的相互作用．求： (1)所考察的粒子在磁場中的軌道半徑； (2)這兩個粒子從O點射入磁場的時間間隔． （該題綜合考查帶電粒子在磁場中做圓周運動的規(guī)律）