2019高考物理总复习 第9章 第2课时 磁场对运动电荷的作用课时作业（含解析）.doc

2019高考物理总复习 第9章 第2课时 磁场对运动电荷的作用课时

作业（含解析）

一、单项选择题

1．(2015·漳州检测)带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图1所示．运动中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为( )

图1

A．v0 C．2v0 【答案】C

【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，O为圆心，故Oa＝Ob＝带电粒子在匀强电场中做类平抛运动， 故Ob＝v0t＝Oa＝t，②

2m由①②得＝2v0，故选项C对．

2．(2015·淄博质检)如图2所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为( )

B．1 D． 2

v0

mv0

，① qBqE2

EBem

图2

A．B>3mv0

ae

2mv0

B．B<

aeC．B<3mv0

ae

2mv0

D．B>

ae【答案】C

【解析】由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运

a2a动的半径r＝＝，要想电子从BC边经过，圆周运动的半

cos 30°3径要大于a3

，由带电粒子在磁场中运动的公式r＝有

mvqBamv03mv0

<，即B<，C选项正确． eBae3

3．如图3是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器(带电粒子的重力不计)．速度选择器内有互相垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，电场的场强为E.挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，挡板

S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是( )

图3

A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D．带电粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，带电粒子的比荷越小 【答案】A

【解析】在加速电场中粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，B错误；经过速度选择器时满足qE＝qvB，可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，C错误；带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，则有r＝，可见当v相同时，r∝，所以可以用来区分同位素，且r越小，比荷就越大，D错误．

4．(2015·朝阳期末)如图4所示，正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个α粒子(不计重力)以一定速度从AB边的中点M沿既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从AD边的中点N射出．若将磁感应强度B变为原来的2倍，其他条件不变，则这个α粒子射出磁场的位置是( )

BEEBmvqBmq

图4

A．A点 C．CD之间的某一点 【答案】A

【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当α粒子垂直于AB边从中点M射入，又从AD边的中点N射出，则速度必垂直于AD边，A点为圆心，且R＝，当磁感应强度加1

倍时，半径变为原来的，则A正确．

2

5.在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场，当入射方向与x轴的夹角α＝60°时，速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图5所示，当α＝45°时，为了使粒子从ab的中点c射出磁场，则速度应为( )

B．ND之间的某一点 D．BC之间的某一点

mvqB

图5

1

A.(v1＋v2) 2C.

3

(v1＋v2) 3

B．D．

6

(v1＋v2) 4

6

(v1＋v2) 6

【答案】B

【解析】由几何关系可知xOa＝3R1＝又由于xOc＝3mv1

qB，xOb＝3R2＝

3mv2

qB，xOc＝2R3＝

2mv3

qB，

xOa＋xOb2

，联立可得v3＝

6

(v1＋v2)． 4

6．速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹照片如图示，则磁场最强的是( )

【答案】D

【解析】根据r＝，速率相同的电子进入四个不同的磁场时，在磁感强度最强的磁场中做匀速圆周运动的半径最小，故选D.

二、双项选择题

7．(2015·丹东模拟)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图6所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为

mvqBf.则下列说法正确的是( )

图6

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 【答案】AB

v2

【解析】由evB＝m可得回旋加速器加速质子的最大速度为v＝eBR/m.由回旋加速器高

R频交流电频率等于质子运动的频率，则有f＝eB/2πm，联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR，选项AB正确，由相对论可知，质子的速度不可能无限增大C错误；由于α粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的1/2，不改变B和f，该回旋加速器不能用于加速α粒子，选项D错误．

8.如图7所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感强度关系为B1＝2B2，当不计重力的带

电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时(在运动过程中粒子的速度始终与磁场垂直)，则粒子的( )

图7

A．速率将加倍 B．轨道半径将加倍 C．周期将加倍

D．做圆周运动的角速度将加倍 【答案】BC

【解析】粒子在磁场中只受到洛伦兹力，洛伦兹力不会对粒子做功，故速率不变，A错；由半径公式r＝，B1＝2B2，则当粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，轨道半径将加2πm2π

倍，B对；由周期公式T＝，磁感应强度减半，周期将加倍，C对；角速度ω＝，故mvBqBqT做圆周运动的角速度减半，D错．

9.如图8所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( )

图8

A．该粒子带正电

B．A点与x轴的距离为 2qBπmC．粒子由O到A经历时间t＝ 3qBD．运动过程中粒子的速度不变 【答案】BC

【解析】根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D项错；粒子做圆周运动的半径r＝，

mvmvqB

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