【物理】2020届一轮复习人教版 磁场对运动电荷的作用 课时作业 (1) 11页

‎2020届一轮复习人教版 磁场对运动电荷的作用 课时作业 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～5为单选，6～10为多选)‎ ‎1．如图，半径为R的半圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为＋q且不计重力的粒子，以速度v沿与半径PO夹角θ＝30°的方向从P点垂直磁场射入，最后粒子垂直于MN射出，则磁感应强度的大小为(　　)‎ A． B． C． D． 答案　B 解析　根据题述可得带电粒子运动的轨迹半径r满足rcos60°＝R，r＝2R。带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，解得磁感应强度的大小为B＝，B正确。‎ ‎2．如图所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面。当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为(　　)‎ A．0 B．2mg ‎ C．4mg D．6mg 答案　C 解析　设小球自左方最大摆角处摆到最低点时速度为v，则mv2＝mgL(1－cos60°)，此时qvB－mg＝m，当小球自右方最大摆角处摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，此时有T－mg－qvB＝m，解得T＝4mg，故C正确。‎ ‎3．如图所示，正三角形的三条边都与圆相切，在圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，质子P(H)和氦核Q(He)都从A点沿∠BAC的角平分线方向射入磁场，质子P(H)从C点离开，氦核Q(He)从相切点D离开磁场，不计粒子重力，则质子和氦核的入射速度大小之比为(　　)‎ A．6∶1 B．3∶1 ‎ C．2∶1 D．3∶2‎ 答案　A 解析　设圆形区域的半径为R，质子P的入射速度大小为v1，质量为m，电荷量为e，质子从C 点离开，在磁场中其运动轨迹所对的圆心角为60°，设其轨迹半径为r1，则有tan60°＝，解得r1＝R，根据洛伦兹力提供向心力可知，ev1B＝m，解得v1＝；设氦核Q的入射速度大小为v2，则质量为4m，电荷量为2e，氦核Q从D点离开磁场，在磁场中其运动轨迹所对的圆心角为120°，设其轨迹半径为r2，则有tan60°＝，解得r2＝，根据洛伦兹力提供向心力可知，2ev2B＝4m，解得v2＝，质子和氦核的入射速度大小之比为v1∶v2＝∶＝6∶1，A正确。‎ ‎4．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是(　　)‎ A．沿路径a运动 B．沿路径b运动 C．沿路径c运动 D．沿路径d运动 答案　B 解析　由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误。‎ ‎5．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。则下列说法正确的是(　　)‎ A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远 C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 答案　A 解析　由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转。若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，A正确；若v一定，θ等于90°时，粒子离开磁场的位置距O点最远，为2r＝，B错误；若θ一定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，粒子在磁场中运动的角速度与v无关，粒子在磁场中运动的时间与v无关，C、D错误。‎ ‎6．长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(　　)‎ A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v> C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度v2、v1＝v2或v1 T 解析　‎ ‎(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB＝，解得R＝0.5 m，而＝0.5 m，故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示，‎ 由几何关系可知OQ＝R＋Rcos37°＝0.9 m。‎ ‎(2)带电粒子不从x轴射出，临界轨迹如图乙所示。‎ 由几何关系得OP＝R′＋R′sin37°，R′＝，‎ 解得B1＝ T。‎ 磁感应强度B′>B1，即B′> T。‎