2020版高考物理二轮复习 第一部分 专题复习训练 3-8 带电粒子在磁场中的运动真题对点练（含解析）

带电粒子在磁场中的运动1(2018年高考课标全国卷)(多选)如图3831所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外则()图3831A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0解析：原磁场、电流的磁场方向如图3832所示，由题意知，图3832在b点：B0B0B1B2在a点：B0B0B1B2由上述两式解得B1B0，B2B0.答案：AC2(2017年高考课标全国卷)(多选)如图3833所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反下列说法正确的是()图3833AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析：根据右手定则，结合矢量合成法则，L1所处磁场如图3834 a所示，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行，选项A错误；同理，如图3834b所示，可判断出L3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在的平面垂直，选项B正确；同理，如图3834c所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B，根据几何知识可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11，选项C正确，D错误图3834答案：BC3(2017年高考课标全国卷)如图3835所示，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，在纸面内沿不同方向射入磁场若粒子射入速率为v1，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v2，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v2v1为()图3835A.2 B.1C.1 D3解析：由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由qvBm可知，R，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同若粒子运动的速度大小为v1，如图3836所示，通过旋转圆可知，当粒子的磁场出射点A离P点最远时，则AP2R1；同样，若粒子运动的速度大小为v2，粒子的磁场出射点B离P点最远时，则BP2R2，由几何关系可知，R1，R2Rcos30R，则，C项正确图3836答案：C4(2019年高考课标全国卷)如图3837所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为()图3837A2F B1.5FC0.5F D0解析：设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为R1R22RR21，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比I1I212.如图3838所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式FILB，可知FFI1I212，得FF，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为FFF，故本题选B.图3838答案：B5(2019年高考课标全国卷)如图3839所示，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()图3839A.kBl，kBl B.kBl，kBlC.kBl，kBl D.kBl，kBl解析：如图3840所示，a点射出粒子半径图3840Ra，得：va，d点射出粒子半径为R2l2(R)2，Rl故vd，故B选项符合题意答案：B6(2019年高考课标全国卷)如图3841所示，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限粒子在磁场中运动的时间为()图3841A. B.C. D.解析：第二象限时间为t1，第一象限可得60，时间t2，tt1t2，B正确图3842答案：B7(2017年高考课标全国卷)如图3843所示，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场在x0区域，磁感应强度的大小为B0；x1)一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求：(不计重力)图3843(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离解：(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动设在x0区域，圆周半径为R1；在x0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得qB0v0mqB0v0m粒子速度方向转过180时，所需时间t1为t1粒子再转过180时，所需时间t2为t2联立式得，所求时间为t0t1t2(1)(2)由几何关系及式得，所求距离为d02(R1R2)(1)8(2019年高考课标全国卷)如图3844所示，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力求图3844(1)带电粒子的比荷；(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间解：(1)粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得：qUmv02，解得：v0根据题意，图3845为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半径为：rd图3845粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：qv0Bm联立方程得：(2)根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度S12rd粒子射出磁场后到运动至x轴，运动的轨迹长度S2rtan30d粒子从射入磁场到运动至x轴过程中，一直匀速率运动，则t解得：t()或t()- 10 -