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1、新課標(biāo)2014年高考二輪專題復(fù)習(xí)之帶電粒子在磁場中的運(yùn)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(fù)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(yùn)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(diǎn)射入一個勻強(qiáng)磁場,若它們在磁場中的運(yùn)動軌跡是重合的,則它們在磁場中運(yùn)動的過程中( )
圖40-A4
A
2、.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(qiáng)磁場中的運(yùn)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(jì)算)
3.如圖40-A4所示為電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖.線圈中心O處的黑點(diǎn)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(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈中的電流方向如圖所示時,電子束應(yīng)( )
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
3、射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場力作用下做勻速圓周運(yùn)動,帶電粒子在圓周軌道上運(yùn)動相當(dāng)于一環(huán)形電流,則( )
A.環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟q成正比
B.環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟v成正比
C.環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟B成正比
D.環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟m成反比
(該題考查電流強(qiáng)度的定義和粒子做圓周運(yùn)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(diǎn)A滑下,則( )
A.小球經(jīng)過最低點(diǎn)B的速率比無磁場時大
B.小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B所用的時間比無
4、磁場時短
C.小球經(jīng)過最低點(diǎn)B的速度與無磁場時相等
D.小球運(yùn)動到最低點(diǎn)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(xué)規(guī)律)
圖40-A6
6.如圖40-A6所示,用絕緣細(xì)絲線懸吊著的帶正電小球在勻強(qiáng)磁場中做簡諧振動,則( )
A.當(dāng)小球每次通過平衡位置時,動能相同
B.當(dāng)小球每次通過平衡位置時,動量相同
C.當(dāng)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
5、帶正電的小球,桿所在的區(qū)域同時存在一個勻強(qiáng)磁場,方向如圖,小球的重力不計(jì).現(xiàn)將小球從圖示位置從靜止釋放,在小球運(yùn)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(xué)中的應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d的勻強(qiáng)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
6、茲力作用下粒子做圓周運(yùn)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在水平面上有質(zhì)量為m的不帶電小球I向右運(yùn)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(yùn)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(jì)算題
a
b
c
d
30°
圖40-A10
10.橫截面為正方形的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn),與ab邊成30°角射入磁場,如圖40-A1
7、0所示,已知正方形邊長為L.求這束帶電粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間是多少?運(yùn)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(yùn)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(biāo)原點(diǎn)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(yùn)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
8、場中的運(yùn)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(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外.O是MN上的一點(diǎn),從O點(diǎn)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(diǎn)相遇,P到O的距離為L.不計(jì)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(diǎn)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(yùn)動的規(guī)律)