【物理】2019届二轮复习洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动作业（全国通用） 7页

‎2019届二轮复习 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动 作业（全国通用）‎ ‎1．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的力F拉乙物块，使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上作匀加速运动的阶段中 A．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 B．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 C．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 D．乙物块与斜面之间的摩擦力不断增大 ‎2．（2018·贵州省遵义高三模拟）如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正的电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动。现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球所带电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中 A．小球的加速度一直增大 B．小球的速度一直增大，直到最后匀速 C．小球的速度先增大，再减小，直到停止运动 D．棒对小球的弹力一直减小 ‎3．（2018·江西省浮梁一中高考冲刺训练卷）据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动，使之束缚在某个区域内。如图所示，环状磁场的内半径为R1，外半径为R2，被束缚的带电粒子的比荷为 ，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小为v。中空区域中的带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为R2的区域内，则环状区域内磁场的磁感应强度大小可能是 A．‎ B．‎ C． ‎ D．‎ ‎4．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径，一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t；若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为 A． B．‎ C． D．‎ ‎5．（2018·北京卷）某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是 A．磁场和电场的方向 B．磁场和电场的强弱 C．粒子的电性和电量 D．粒子入射时的速度 ‎6．带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场，若只考虑洛伦兹力，则粒子的 A．速度不变 B．动能不变 C．加速度不变 D．受力不变 ‎7．（2018·百校联盟高考名师猜题保温金卷）如图所示，半径为R的半圆形有界磁场关于x轴对称，y轴刚好与磁场左边界在坐标原点处相切，在坐标原点处有一粒子源，可以沿x轴正方向连续地发射质量为m，电荷量大小为q的不同速率的正、负电荷。已知磁场的方向垂直于坐标平面向里，磁感应强度大小为B，若粒子不能从半圆的直径部分射出，则 A．粒子在磁场中运动的最大半径可能为R B．粒子在磁场中运动的最大速度可能为 C．粒子在磁场中运动扫过的面积最大可能为 D．粒子在磁场中运动的最短时间可能为 ‎8．关于磁场，下列说法中正确的是 A．指南针的使用，说明地球有磁场 B．磁场的方向与放在该点的通电直导线所受磁场力方向一致 C．带电物体在磁场中所受的洛伦兹力不可能为零 D．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 ‎9．（2018·陕西省高三教学质量检测）磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场，图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，则 A．用电器中的电流方向从B到A B．用电器中的电流方向从A到B C．若只增大带电粒子电荷量，发电机的电动势增大 D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大 ‎10．（2017·新课标全国Ⅱ卷）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为 A． B．‎ C． D．‎ ‎11．一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为 A． B．‎ C． D．‎ ‎12．平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为 A． B．‎ C． D．‎ ‎13．一质量为m、带电量为q的粒子以速度从O点沿y轴正方向射入磁感强度为B的一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，粒子飞出磁场区后，从b处穿过x轴，速度方向与x 轴正向夹角为30°，如图所示（粒子重力忽略不计）。试求：‎ ‎（1）圆形磁场区的最小面积；‎ ‎（2）粒子从O点进入磁场区到达b点所经历的时间；‎ ‎（3）b点的坐标。‎ ‎14．（2018·安徽省六安二中河西校区高二期末）如图所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一粒子源位于圆周上的M点，可向磁场区域内垂直磁场沿各个方向发射质量为m、电荷量为的粒子，不计粒子重力，N为圆周上另一点，半径OM和ON间的夹角，且满足． ‎ ‎（1）若某一粒子以速率v，沿MO方向射入磁场，恰能从N点离开磁场，求此粒子的速率移v；‎ ‎（2）若大量此类粒子以速率，从M点射入磁场，方向任意，则这些粒子在磁场中运动的最长时间为多少？‎ ‎（3）若由M点射入磁场各个方向的所有粒子速率均为题中计算出的，求磁场中有粒子通过的区域面积。‎ ‎15．（2018·广东省七校联合体高三第三次联考）如图所示，PQMN是竖直面内一边长为L的正方形区域，区域内有竖直向上的匀强电场，场强为E，在△PQM中还存在水平向里的匀强磁场，磁感强度为B；在PQMN的左侧有一足够长的粗糙绝缘细杆，细杆与PQ在同一水平线上，细杆周围存在水平方向足够长匀强磁场，磁感强度B0（大小可调的），方向水平向里。细杆的左侧套有一带电荷量为+q的小球，现使小球以适当的速度沿杆向右运动，在到达P点前小球已匀速运动，由P点射入△PQM区域后，小球做匀速圆周运动，已知重力加速度为g：‎ ‎（1）小球在细杆上做什么运动？请直接用文字描述 ‎（2）若小球恰能从M点离开电磁场，求小球的质量和粒子从P点射入到从M点离开电磁场这段时间内的平均速度的大小和方向；‎ ‎（3）若调节B0的大小，从而改变小球由P点射入电磁场的速度，使小球最终从Q点离开磁场，求此过程中重力势能变化的最大值；‎ ‎（4）若调节B0的大小，使小球由P点射入电磁场后最终由NP射出，求B0的最小值。‎ 参考答案 ‎1．B ‎2．B ‎3．B ‎4．A ‎5．C ‎6．B ‎7．AD ‎8．A ‎9．BD ‎10．C ‎11．A ‎12．D ‎13．（1） （2） （3）‎ ‎14．（1） （2） （3）‎ ‎15．（1）小球在细杆上做加速越来越小的减速运动最后匀速运动 ‎（2） 平均速度方向由P点指向M点 ‎（3） （4）‎