高考物理一轮复习 第8章 磁场课时作业24

课时作业二十四基础小题1下列装置中，没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是()解析洗衣机将电能转化为机械能，不是利用带电粒子在磁场中的偏转制成的，所以选项D符合题意答案D2下列运动(电子只受电场力或磁场力的作用)不可能的是()解析选项A中电场力提供向心力，电子做匀速圆周运动，有可能；选项C中洛伦兹力提供向心力，电子做匀速圆周运动，有可能；通电螺线管内为匀强磁场，磁场方向与电子运动方向在同一条直线上，电子不受磁场力作用，电子做直线运动，选项D有可能；选项B中电子在等量异种点电荷Q、Q连线的中垂线上所受电场力方向总是水平向左，与初速度v垂直，电子将做曲线运动，不可能做直线运动，答案为B.答案B3.如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是()A电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长B电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大C在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合D电子的速率不同，它们在磁场中的运动时间一定不相同解析电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入匀强磁场，根据周期公式T可知电子运动周期与速率大小无关，则电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大，选项B正确、A、C错误；电子的速率不同，电子的偏转角相同，则它们在磁场中的运动时间相同，选项D错误答案B4(2016深圳二调)一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动则下列能表示运动周期T与半径R之间的关系图象的是()解析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，qvBmR，由圆周运动规律，T，可见粒子运动周期与半径无关，故D项正确答案D5.在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带负电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，且范围足够大，其俯视图如图所示若小球运动到某点时，绳子突然断开，则关于绳子断开后，小球可能的运动情况有()A小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，但半径减小B小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变C小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变D小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小解析绳断以后洛伦兹力提供向心力，由左手定则可知，小球应顺时针运动；又绳断开后，合力为FqvB，qvB，无法判断FqvB的大小，所以半径可能不变，可能减小或增大故A、B项错，C、D项正确答案CD6如图所示，在直线MN上方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，放置在直线MN上P点的粒子源(粒子均带负电)，可以向磁场区域纸面内的各个方向发射出比荷k和速率v均相同的粒子，PQ间距离等于粒子的轨道半径R，则过Q点的粒子的运动时间为()A.B.C. D.解析弦长PQ等于轨道半径，因此对应的圆心角为60或300，则过Q点的粒子的运动时间为tT或tT，运动周期T，代入解得B、C正确答案BC7.如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时从匀强磁场边界上的P点分别以30和60(与边界的交角)角射入磁场，又同时从磁场边界上的Q点飞出设边界上方的磁场范围足够大，则下列说法中正确是(粒子为氦核)()A若A粒子是粒子，则B粒子可能是质子B若A粒子是粒子，则B粒子可能是氘核CA粒子和B粒子的速度之比为DA粒子和B粒子的速度之比为解析由于A、B粒子在磁场中时间相等则t，TA， TB，所以，若A粒子是粒子，B粒子可能是质子，故A项正确，由几何关系可知RAPQ，RBPQ.由RA和RB，故D项正确答案AD必纠错题8如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是()A在Ekt图中应有t4t3t3t20)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60，则粒子的速率为(不计重力)()A. B.C. D.解析作出粒子在圆柱形匀强磁场区域的运动轨迹如图，连接MN，根据粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60，及MP，得出各角的大小如图所示，粒子的出射点必与磁场圆的圆心等高，四边形OMON为菱形，粒子做圆周运动的半径rR，根据qvB，得v.答案B10.(2015四川理综，7)如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1 cm，中点O与S间的距离d4.55 cm，MN与SO直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104 T电子质量m9.11031 kg，电量e1.61019 C，不计电子重力电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()A90时，l9.1 cmB60时，l9.1 cmC45时，l4.55 cmD30时，l4.55 cm解析电子在匀强磁场运动的轨道半径为R4.55 cm电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，当90时，竖直向下发射的粒子恰好打到N点，水平向右发射的粒子恰好打到M点，如图甲所示，故lL9.1 cm，A正确；当30时，竖直向下发射的粒子，恰好打到N点，由几何关系知，另一临界运动轨迹恰好与MN相切于O点，如图乙所示，故粒子只能打在NO范围内，故l4.55 cm，D正确；进而可分析知当45或60时，粒子打到板上的范围大于ON小于NM，即4.55 cml9.1 cm，故B、C错误答案AD综合大题11在如图所示的平面直角坐标系xOy中，有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出)，磁场方向垂直于xOy平面，O点为该圆形区域边界上的一点现有一质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)从O点以初速度v0沿x轴正方向进入磁场，已知粒子经过y轴上P点时速度方向与y轴正方向夹角为30，OPL，求：(1)磁感应强度的大小和方向；(2)该圆形磁场区域的最小面积解析(1)由左手定则得磁场方向垂直xOy平面向里粒子在磁场中做弧长为圆周的匀速圆周运动，如图所示，粒子在Q点飞出磁场设其轨迹圆心为O，半径为R.由几何关系有(LR)sin 30R所以RL由牛顿第二定律有qv0Bm故R由以上各式得磁感应强度B(2)设磁场区域的最小面积为S，由几何关系得直径OQRL所以S()2L2答案(1)(2)L212.如图所示，圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，即圆内区域和圆外区域区域内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1.平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面，放置在坐标y2.2R的位置一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(R,0)的A点沿x轴正方向射入区域，当区域内无磁场时，粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0，2.2R)的M点，且此时，若将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变若在区域内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2，上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域，则粒子全部打在荧光屏上坐标为(0.4R，2.2R)的N点求：(1)打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小；(2)在区域和中磁感应强度B1、B2的大小和方向(不计粒子的重力)解析(1)粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，打在M点和N点的粒子动能均为E0，速度v1、v2大小相等，设为v，由E0mv2可得v .(2)如图所示，区域中无磁场时，粒子在区域中运动四分之一圆周后，从C点沿y轴负方向打在M点，轨迹圆心是O1点，半径为r1R.区域有磁场时，粒子在区域中轨迹圆心是O2点，半径为r2，由几何关系得r(1.2R)2(r20.4R)2，解得r22R由qvBm得B所以B1 ，方向垂直xOy平面向外B2 ，方向垂直xOy平面向里答案(1) (2)见解析