(全國通用版)2019版高考物理一輪復習 第九章 磁場 課時分層作業(yè) 二十六 9.2 磁場對運動電荷的作用.doc
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課時分層作業(yè) 二十六磁場對運動電荷的作用(45分鐘100分)【基礎達標題組】一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。16題為單選題,710題為多選題)1.如圖所示,勻強磁場中有一電荷量為q的正離子,由a點沿半圓軌道運動,當它運動到b點時,突然吸收了附近若干電子,接著沿另一半圓軌道運動到c點,已知a、b、c在同一直線上,且ac=ab,電子的電荷量為e,電子質(zhì)量可忽略不計,則該離子吸收的電子個數(shù)為()A.B.C.D.【解析】選D。正離子由a到b的過程,軌跡半徑r1=,此過程有qvB=m,正離子在b點附近吸收n個電子,因電子質(zhì)量不計,所以正離子的速度不變,電荷量變?yōu)閝-ne,正離子從b到c的過程中,軌跡半徑r2=ab,且(q-ne)vB=m,解得n=,D正確。2.(2018深圳模擬)一個重力不計的帶電粒子垂直進入勻強磁場,在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動。則下列能表示運動周期T與半徑R之間的關系圖象的是()【解析】選D。帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時,qvB=mR=,由圓周運動規(guī)律,T=,可見粒子運動周期與半徑無關,故D項正確。3.(2018南昌模擬)如圖所示,在x0,y0的空間中有恒定的勻強磁場,磁感應強度的方向垂直于xOy平面向里,大小為B?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從x軸上的某點P沿著與x軸正方向成30角的方向射入磁場。不計重力的影響,則下列有關說法中正確的是()A.只要粒子的速率合適,粒子就可能通過坐標原點B.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間一定為C.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為D.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為【解析】選C。帶正電的粒子從P點沿與x軸正方向成30角的方向射入磁場中,則圓心在過P點與速度方向垂直的直線上,如圖所示,粒子在磁場中要想到達O點,轉(zhuǎn)過的圓心角肯定大于180,因磁場有邊界,故粒子不可能通過坐標原點,故選項A錯誤;由于P點的位置不確定,所以粒子在磁場中運動的圓弧對應的圓心角也不同,最大的圓心角是圓弧與y軸相切時即300,運動時間為T,而最小的圓心角為P點在坐標原點即120,運動時間為T,而T=,故粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間最長為,最短為,選項C正確,B、D錯誤。4.(2018六安模擬)如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B。在xOy平面內(nèi),從原點O處沿與x軸正方向成角(00)的粒子,其速度大小均為v,方向垂直于磁場且分布在AO右側(cè)角的范圍內(nèi)(為銳角)。磁場區(qū)域的半徑為,其左側(cè)有與AO平行的接收屏,不計帶電粒子所受重力和相互作用力,求:(1)沿AO方向入射的粒子離開磁場時的方向與入射方向的夾角。(2)接收屏上能接收到帶電粒子區(qū)域的寬度?!窘馕觥?1)根據(jù)帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律,可知粒子在磁場中沿逆時針方向做圓周運動,設其半徑為R,有qBv=,得R=可知,帶電粒子運動半徑與磁場區(qū)域半徑相等。沿AO射入磁場的粒子離開磁場時的方向與入射方向之間的夾角為,如圖所示。(2)設粒子入射方向與AO的夾角為,粒子離開磁場的位置為A,粒子做圓周運動的圓心為O。根據(jù)題意可知四邊形AOAO四條邊長度均為,是菱形,有OAOA,故粒子出射方向必然垂直于OA所在直線,然后做勻速直線運動垂直擊中接收屏,如圖所示。設與AO成角射入磁場的粒子離開磁場時與A點豎直距離為d,有d=R+Rcos(-)=設d的最大值和最小值分別為d1和d2,有d1=,d2=故接收屏上能接收到帶電粒子的寬度d為d=d1-d2=。答案: (1)(2)【能力拔高題組】1.(8分)(2018十堰模擬)如圖所示,空間存在水平向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場,磁場內(nèi)有一絕緣的足夠長的直桿,它與水平面的傾角為,一帶電荷量為-q、質(zhì)量為m的帶負電小球套在直桿上,從A點由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為tan。則在下列圖中小球運動過程中的速度時間圖象可能是()【解析】選C。小球受重力、洛倫茲力、桿的彈力、摩擦力的作用。開始時彈力的方向垂直桿向上,隨著速度增大,洛倫茲力增大。桿的彈力減小,摩擦力減小,小球做加速度逐漸增大的加速運動,當洛倫茲力較大時,桿的彈力方向垂直桿向下,隨著速度增大,洛倫茲力增大,桿的彈力增大,摩擦力增大,小球做加速度逐漸減小的加速運動,最后達到最大速度,做勻速運動,選項C正確。2.(17分)(2016海南高考)如圖,A、C兩點分別位于x軸和y軸上,OCA=30,OA的長度為L。在OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強磁場。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,以平行于y軸的方向從OA邊射入磁場。已知粒子從某點射入時,恰好垂直于OC邊射出磁場,且粒子在磁場中運動的時間為t0。不計重力。(1)求磁場的磁感應強度的大小。(2)若粒子先后從兩不同點以相同的速度射入磁場,恰好從OC邊上的同一點射出磁場,求該粒子這兩次在磁場中運動的時間之和。(3)若粒子從某點射入磁場后,其運動軌跡與AC邊相切,且在磁場內(nèi)運動的時間為t0,求粒子此次入射速度的大小?!窘馕觥?1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,在時間t0內(nèi)其速度方向改變了90,故其周期T=4t0設磁感應強度大小為B,粒子速度為v,圓周運動的半徑為r。由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得qvB=m勻速圓周運動的速度滿足v=聯(lián)立式得B=(2)設粒子從OA邊兩個不同位置射入磁場,能從OC邊上的同一點P射出磁場,粒子在磁場中運動的軌跡如圖甲所示。設兩軌跡所對應的圓心角分別為1和2。由幾何關系知1=180-2粒子兩次在磁場中運動的時間分別為t1與t2,則t1+t2=2t0(3)如圖乙,由題給條件可知,該粒子在磁場區(qū)域中的軌跡圓弧對應的圓心角為150。設O為圓弧的圓心,圓弧的半徑為r0,圓弧與AC相切于B點,從D點射出磁場,由幾何關系和題給條件可知,此時有OOD=BOA=30OA=r0cosOOD+=L設粒子此次入射速度的大小為v0,由圓周運動規(guī)律得v0=聯(lián)立式得v0=。答案:(1)(2)2t0(3)- 配套講稿:
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