磁场对运动电荷的作用同步练测1
磁场对运动电荷的作用练习题40道
xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考XXX年级xx班级姓名：_______________班级：_______________考号：_______________题号一、选择题二、填空题三、多项选择总分得分一、选择题（每空？分，共？分）1、图为某带正电粒子通过放置在匀强磁场中的汽泡室时运动径迹的照片，根据图中轨迹所得的以下结论正确的是( )A．磁场方向是垂直纸面向外B．磁场方向是垂直纸面向里C．带电粒子的运动半径是越来越小D．带电粒子的运动半径是越来越大2、如图2所示，一个带正电的粒子沿x轴正向射入匀强磁场中，它所受到的洛伦兹力方向沿y轴正向，则磁场方向( ).A.一定沿z轴正向B.一定沿z轴负向C.一定与xOy平面平行且向下D.一定与xOz平面平行且向下3、如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中，下列判断正确的是（）A．从b点离开的电子速度最大B．从b点离开的电子在磁场中运动时间最长C．从b点离开的电子速度偏转角最大D．在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合评卷人得分4、假设有一固定的S极磁单极子，其磁场分布与负点电荷电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示。
距离它r处磁感应强度大小为B = k/r2，k为常数。
现有一带电小球在S极附近做匀速圆周运动。
则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（）A．若小球带正电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图甲所示B．若小球带正电，其运动轨迹平面在S的正下方，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图甲所示D．若小球带负电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图甲所示5、带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图3所示，所受的重力和洛仑兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将（）A．可能做直线运动B．可能做匀减速运动C．一定做曲线运动D．可能做匀速圆周运动6、如图所示，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b．a、b串联后通入方向如图所示的电流I，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外时，电子将A．向下偏转 B．向上偏转C．向左偏转D．向右偏转7、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．右图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是A．粒子先经过之a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子可能带负电，也可能带正电D．粒子带正电8、如图所示，L1和L2为平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，AB两点都在L2上．带电粒子从A点以初速v与L2成30°斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是A. 带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度相同B. 若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过B点C. 若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成60°角斜向上，它就不一定经过B点D. 粒子一定带正电荷9、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害．对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（）A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用10、质子和α粒子从匀强磁场中的同一点沿着与磁感线垂直的方向以相等的速率反向射出，磁场范围足够大，它们从出发到第一次相遇所经历的路程之比是：（）A．4:1 B．2:1 C．1:1D．1:211、如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子。
21周小测(8.2磁场对运动电荷的作用)
8.2磁场对运动电荷的作用班级＿＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿学号＿＿＿＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿＿＿＿一、选择题1、如图所示的四种情况，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是（ ）（ ）A B C D2、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是（ ）3、.从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将会偏向（ ）A.南方B.北方C.上方D.下方4、长直导线AB 附近有一带电的小球，由绝缘丝线悬挂在M 点，当AB 中通以如图6所示的恒定电流时，下列说法正确的是（ ）A.小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸里B.小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸外C.小球受磁场力作用，方向与导线垂直向左D.小球不受磁场力作用5、如图所示，有一磁感应强度为Ｂ、方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速ｖ从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是( )A.Ｂ／ｖ，竖直向上B.Ｂ／ｖ，水平向左C.Ｂｖ,垂直纸面向里D.Ｂｖ,垂直纸面向外vvFvAB C D6、如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁 场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）A ．粒子的动动方向是abcdeB ．粒子带正电C ．粒子的运动方向是edcbaD ．粒子在下半周期比上半周期所用时间长 选择题：7、如图所示，电子射线管（A 为其阴极），放在蹄形磁轶的N 、S 两极间，射线管的AB 两极分别接在直流高压电源的 极和 极。
此时，荧光屏上的电子束运动径迹 偏转。
（填“向上”、“向下”、“不”）。
8、一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P （a ，0）点以速度v ，沿与x 正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y 轴射出第一象限。
求匀强磁场的磁感应强度B 和射出点的坐标。
磁场对运动电荷的作用学案带答案
1 磁场对运动电荷的作用学案考纲要求： 1.洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅰ2.洛伦兹力公式 Ⅱ学习目标：1.掌握洛伦兹力的特点2.会分析磁场中电荷的运动课前预习（基础回顾）：一、、洛伦兹力的大小、方向1．一电子在磁场中的运动情况如图所示．试分析电子所受洛伦兹力的方向．思考1：如何判断洛仑兹力的方向练习1、如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有A 、A 端接的是高压直流电源的正极B 、A 端接的是高压直流电源的负极C 、C 端是蹄形磁铁的N 极D 、C 端是蹄形磁铁的S 极二、洛伦兹力的特点2．带电量为+q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B ．如果把+q 改为-q ，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小，方向不变C ．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向也b 一定与电荷运动方向垂直D ．粒子只受到洛伦兹力作用下运动的速度不变思考2：洛伦兹力有哪些特点？练习2．如图所示，OA 是一光滑绝缘斜面，斜面足够长,倾角θ＝37°．一质量 m ＝0.02kg 的带电体从斜面上的A 点由静止开始下滑．如果物体的带电量q ＝10－2 C ，垂直纸面向里的匀强磁场B ＝2.0 T ．物体滑至某一位置时离开斜面。
（取g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）．求：（1） 物体带何种电荷？（2） 物体离开斜面时速度多大？斜面至少多长？2三、运动电荷在磁场中的运动3．如图所示，一电子沿轴线OO ′射入通电螺线管，电子在磁场中怎样运动？4．如图所示，在x 轴上方有匀强磁场B ，一个质量为m 、电荷量为－q 的粒子，以速度v 从O 点射入磁场，θ角已知，粒子重力不计，求： （1）粒子在磁场中的运动时间 （2）粒子离开磁场的位置5．如图所示，一束电子（电量为e ）以速度v 垂直射入磁感应强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°。
人教版高中物理一轮总复习课后习题 考点规范练35 磁场对运动电荷的作用力
考点规范练35 磁场对运动电荷的作用力一、单项选择题1.如图所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端时,速度为v。
若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时( )A.v变大B.v变小C.v不变D.不能确定v的变化2.如图所示,在正方形abcd区域内存在一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B1。
一带电粒子从ad边的中点P垂直ad边射入磁场区域后,从cd边的中点Q射出磁场。
若将磁场的磁感应强度大小变为B2后,该粒子仍从P点以相同的速度射入磁场,结果从c点射出磁场,则B1B2等于( )A.52B.72C.54D.743.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线均通有大小相等、方向向上的电流。
已知长直导线在周围空间某点产生的磁场的磁感,式中k是常数、I是导线中电流、r为该点到直导线的距离。
应强度B=kIr现有一置于a点的带负电小球获得一沿ab方向的初速度v0,已知小球始终未离开桌面。
关于小球在两导线间的运动情况,下列说法正确的是( )A.小球先做加速运动后做减速运动B.小球做曲率半径先增大后减小的曲线运动C.小球对桌面的正压力先减小后增大D.小球做匀速直线运动4.如图所示,直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场,磁感应强度为B,右边界PQ平行于y轴。
一粒子(重力不计)从原点O以与x轴正方向成θ角的速度v垂直射入磁场,当斜向上射入时,粒子恰好垂直PQ射出磁场;当斜向下射入时,粒子恰好不从右边界射出。
粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( )A.vBa ,2πa3vB.v2Ba,2πa3vC.v2Ba ,4πa3vD.vBa,4πa3v5.如图所示,一电子以垂直于匀强磁场的速度v A,从A处进入长为d、宽为h的磁场区域,发生偏移而从B处离开磁场。
电子的电荷量为e,磁场的磁感应强度为B,圆弧AB的长为l,则( )A.电子在磁场中运动的时间为t=dv AB.电子在磁场中运动的时间为t=lv AC.洛伦兹力对电子做功是Bev A·hD.电子在A、B两处的速度相同6.如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出)。
高考物理复习高三一轮复习：课时跟踪检测30磁场对运动电荷的作用
高考物理复习课时跟踪检测(三十) 磁场对运动电荷的作用高考常考题型：选择题＋计算题1．(2012·北京高考)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。
将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( )A ．与粒子电荷量成正比B ．与粒子速率成正比C ．与粒子质量成正比D ．与磁感应强度成正比2.如图1所示，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形，磁场垂直于纸面向外，比荷为em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( )A ．B>3mv0aeB ．B<2mv0ae 图1C ．B<3mv0ae D ．B>2mv0ae3. (2012·兰州模拟)如图2所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径r1>r2并相切于P 点，设T1、T2，v1、v2，a1、a2，t1、t2，分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P 点算起到第一次通过图中虚线MN 所经历的时间，则( ) 图2A ．T1＝T2B ．v1＝v2C ．a1>a2D ．t1<t24．(2013·苏州模拟)电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的。
为了获得清晰的图像电子束应该准确地打在相应的荧光点上。
电子束飞行过程中受到地磁场的作用，会发生我们所不希望的偏转。
关于从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中电子由于受到地磁场的作用的运动情况(重力不计)正确的是( )A ．电子受到一个与速度方向垂直的恒力B ．电子在竖直平面内做匀变速曲线运动C ．电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变D ．电子在竖直平面内的运动轨迹是圆周5. (2012·北京朝阳期末)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。
第1轮复习8.2磁场对运动电荷的作用学案、作业
第八章 磁 场第2讲 磁场对运动电荷的作用 学案 第1课时田雷洛伦兹力、洛伦兹力的方向 (考纲要求 Ⅰ)洛伦兹力的公式 (考纲要求 Ⅱ)1．：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力．2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的 ； 拇指——指向的方向．(2)方向特点：F ⊥B ，F ⊥v ，即F 垂直于B 和v 决定的 ． 3．洛伦兹力的大小(1)v ∥B 时，洛伦兹力F ＝ .(θ＝0°或180°) (2)v ⊥B 时，洛伦兹力F ＝ .(θ＝90°) (3)v ＝0时，洛伦兹力F ＝ .带电粒子在匀强磁场中的运动 (考纲要求 Ⅱ ) 1，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做 运动．2．若v ⊥B ，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v 做 运动． 3．半径和周期公式：(v ⊥B )判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用．( )(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直．( ) (3)洛伦兹力不做功，但安培力却可以做功．( )(4)根据公式T ＝2πrv ，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T 与v 成反比．( )基 础 自测1．(单选)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )．2．(单选)初速度为v 0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )．A ．电子将向右偏转，速率不变B ．电子将向左偏转，速率改变C ．电子将向左偏转，速率不变D ．电子将向右偏转，速率改变 3. (单选)一个带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场，粒子的径迹如图8-3-2所示，径迹上的每一段都可以看做圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），从图中的情况可以确定 （ ） A ．粒子从a 到b ，带正电 B ．粒子从b 到a ，带正电 C ．粒子从a 到b ，带负电 D ．粒子从b 到a ，带负电4．(单选)如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O 固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O 做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法一定错误的是（ ） A.速率变小，半径变小，周期不变 B.速率不变，半径不变，周期不变 C.速率不变，半径变大，周期变大 D.速率不变，半径变小，周期变小5. (单选)在M 、N 两条长直导线所在的平面内带电粒子的运动轨迹示意图如图所示，已知两条导线中只有一条导线中通有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子的带电情况及运动的方向，可能的是( )A ．M 中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从a 点向b 点运动B ．M 中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b 点向a 点运动C ．N 中通有自下而上的恒定电流，带负电的粒子从b 点向a 点运动D ．N 中通有自下而上的恒定电流，带负电的粒子从a 点向b 点运动6．(单选)运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义，从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在改变了带电粒子的运动方向，对地球上的生物起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时将( ) A ．竖直向下沿直线射向地面B ．相对于原直线运动方向向东偏转C ．相对于原直线运动方向向西偏转D ．相对于原直线运动方向向北偏转7．(单选)2010·重庆·21如题21图所式，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示。
高考经典课时作业8-2 磁场对运动电荷的作用
高考经典课时作业8-2 磁场对运动电荷的作用（含标准答案及解析）时间：45分钟 分值：100分1． 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)．从图中情况可以确定( ) A ．粒子从a 到b ，带正电 B ．粒子从a 到b ，带负电 C ．粒子从b 到a ，带正电 D ．粒子从b 到a ，带负电2．(2012·高考北京卷)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( ) A ．与粒子电荷量成正比 B ．与粒子速率成正比 C ．与粒子质量成正比 D ．与磁感应强度成正比3．(2012·高考大纲全国卷)质量分别为m 1和m 2、电荷量分别为q 1和q 2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是( ) A ．若q 1＝q 2，则它们做圆周运动的半径一定相等 B ．若m 1＝m 2，则它们做圆周运动的半径一定相等 C ．若q 1≠q 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等 D ．若m 1≠m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等4．(2013·常州模拟)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是( )A ．该束带电粒子带负电B ．速度选择器的P 1极板带正电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小5．(2013·福建宁德市5月质检)如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab 是圆的一条直径．一带电粒子从a 点射入磁场，速度大小为2v ，方向与ab 成30°时恰好从b 点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t ；若仅将速度大小改为v ，则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )A ．3t B.32tC.12t D ．2t6．(2013·吉林通化市调研)如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd ，e 是ad 的中点，f 是cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的带电粒子，恰好从e 点射出，则( )A ．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d 点射出B ．如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f 点射出C ．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d 点射出D ．只改变粒子的速度使其分别从e 、d 、f 点射出时，从e 点射出所用时间最短7．(2013·北京西城区模拟)如图所示，在x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，许多相同的离子，以相同的速率v ，由O 点沿纸面向各个方向(y >0)射入磁场区域．不计离子所受重力，不计离子间的相互影响．图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y 轴交点为M ，边界与x 轴交点为N ，且OM ＝ON ＝L .由此可判断( )A ．这些离子是带负电的B ．这些离子运动的轨道半径为LC ．这些离子的比荷为q m ＝vLBD ．当离子沿y 轴正方向射入磁场时会经过N 点8．一电子以与磁场垂直的速度v 从P 处沿PQ 方向进入长为d 、宽为h 的匀强磁场区域，从N 点射出，如图所示，若电子质量为m ，电荷量为e ，磁感应强度为B ，则( ) A ．h ＝dB ．电子在磁场中运动的时间为dvC ．电子在磁场中运动的时间为PNv D ．洛伦兹力对电子做的功为Be v h9．比荷为em的电子以速度v 0沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中，如图所示，为使电子从BC 边穿出磁场，磁感应强度B 的取值范围为( )A ．B >3m v 0eaB ．B <3m v 0eaC ．B >2m v 0eaD ．B <2m v 0ea10．如图所示，以ab 为边界的两匀强磁场的磁感应强度为B 1＝2B 2＝B ，现有一质量为m 、带电荷量＋q 的粒子从O 点以初速度v 沿垂直于ab 方向发射．在图中作出粒子的运动轨迹，并求出粒子发射后第7次穿过直线ab 时所经历的时间、路程及离开点O 的距离．(粒子重力不计)11．如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A4点处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)．12．如右图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad边中点O，垂直于磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ＝30°、大小为v0的带正电粒子．已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围；(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．标准答案及解析：1.解析：垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m vqB.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，磁感应强度B 、带电荷量q 不变．又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a 运动；另据左手定则，可判定粒子带正电，C 选项正确． 答案：C2．解析：粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动有q v B ＝m ·v 2R ，得R ＝m v qB，周期T ＝2πRv ＝2πm qB ，其等效环形电流I ＝q T ＝q 2B2πm ，故D 选项正确． 答案：D3．解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即q v B ＝m v 2r，得轨道半径r ＝m v qB ＝pqB ，已知两粒子动量大小相等，若q 1＝q 2，则r 1＝r 2，A 项正确；若m 1＝m 2，r 与1q 有关，B 项错误；带电粒子在磁场中运动的周期T ＝2πm qB ＝2πpqB v ，因此运动周期T ∝m q 或1q v ，若m 1≠m 2，但m 1q 1＝m 2q 2，周期T 可相等，D 项错误；若q 1≠q 2，但q 1v 1＝q 2v 2，周期T 也可相等，C 项错误． 答案：A4．解析：根据左手定则可确定粒子带正电，A 错误；由速度选择器中电场力和洛伦兹力方向相反知，P 1板带正电，B 正确；根据q v B ＝m v 2r ， r ＝m vqB，故可以确定C 错误、D 正确．答案：BD5．解析：当速度为2v 时，速度方向的偏向角为60°，时间t ＝16T .当速度大小改为v 时，R ′＝m v qB ＝12R ，画出速度为v 时的运动轨迹，由几何关系可知其圆心角为120°，t ′＝13T ＝2t .答案：D 6．解析：作出示意图如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d 点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式R ＝m vqB可知，速度也增大为原来的二倍，A 项正确，显然C 项错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从f 点射出，B 项错误；据粒子的周期公式T ＝2πmqB，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e 、d 射出时所用时间相等，从f 点射出时所用时间最短． 答案：A 7．解析：根据左手定则，离子带正电，A 项错误；由题图可知，粒子轨道半径为12L ，B 项错误；再根据q v B ＝m v 212L ，q m ＝2v LB ，C 项错误；由于ON ＝L ，粒子半径为12L ，ON 恰好为粒子做圆周运动的直径，故D 项正确． 答案：D 8．解析：过P 点和N 点作速度的垂线，两垂线的交点即为电子在磁场中做匀速圆周运动时PN 的圆心O ，由勾股定理可得(R －h )2＋d 2＝R 2，整理知d ＝2Rh －h 2，而R ＝m veB ，故d ＝2m v h eB－h 2，所以A 错误．由带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动，得t ＝PN v ，故B 错误、C 正确．又由于洛伦兹力方向和粒子运动的速度方向总垂直，对粒子永远也不做功，故D 错误． 答案：C 9．解析：电子进入磁场后向上偏，刚好从C 点沿切线方向穿出是临界条件，要使电子从BC 边穿出，其运动半径应比临界半径大，由R ＝m vqB可知，磁感应强度应比临界值小，如图，由几何关系可得，半径R ＝a 2sin 60°，又e v 0B ＝m v 20R ，解得B ＝3m v 0ea，B 选项正确． 答案：B 10．解析：带电粒子在磁场中运动时满足Bq v ＝m v 2r ，即r ＝m vqB所以粒子在两匀强磁场中的半径满足r 2＝2r 1 其轨迹如图所示．粒子在磁场中运动的周期为T ＝2πr v ＝2πmBq由图知粒子第7次穿过直线ab 时所经历的时间为t ＝2T 1＋32T 2＝10πmBq.由图知粒子第7次穿过直线ab 时所经历的路程为s ＝4πr 1＋3πr 2＝10πm vBq由图知粒子第7次穿过直线ab 时离开点O 的距离为OP ＝2r 2＝4m vBq.答案：轨迹见解析图 10πm Bq 10πm v Bq 4m vBq11．解析：设粒子的入射速度为v ，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A 4点射出，用B 1、B 2、R 1、R 2、T 1、T 2分别表示在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中的磁感应强度、轨道半径和周期q v B 1＝m v 2R 1，q v B 2＝m v 2R 2，T 1＝2πR 1v ＝2πm qB 1，T 2＝2πR 2v ＝2πmqB 2设圆形区域的半径为r ，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直A 2A 4进入Ⅱ区磁场．连接A 1A 2，△A 1OA 2为等边三角形，A 2为带电粒子在Ⅰ区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径R 1＝A 1A 2＝OA 2＝r 圆心角∠A 1A 2O ＝60°，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为t 1＝16T 1带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA 4的中点，即R 2＝12r在Ⅱ区磁场中运动的时间为t 2＝12T 2带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t ＝t 1＋t 2由以上各式可得B 1＝5πm 6qt ，B 2＝5πm3qt答案：5πm 6qt 5πm 3qt12．如右图所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向 里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad 边中点O ，垂直于磁场射入一速度方向跟ad 边夹角 θ＝30°、大小为v 0的带正电粒子．已知粒子质量为m ，电荷量为q ，ad 边长为L ，ab 边足够长，粒子重力不计，求： (1)粒子能从ab 边上射出磁场的v 0大小范围；(2)如果带电粒子不受上述v 0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．解析：(1)若粒子速度为v 0，由q v 0B ＝m v 20R ，则R ＝m v 0qB若轨迹与ab 边相切，如图所示，设此时相应速度为v 01，则R 1＋R 1sin θ＝L2将R 1＝m v 01qB 代入上式可得v 01＝qBL3m若轨迹与cd 边相切，设此时粒子速度为v 02，则R 2－R 2sin θ＝L2将R 2＝m v 02qB 代入上式可得v 02＝qBLm所以粒子能从ab 边上射出磁场的v 0应满足qBL 3m <v 0≤qBLm.(2)粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越大，在磁场中运动的时间也越长．由图可知，在磁场中运动的半径r ≤R 1时，运动时间最长，弧所对的圆心角为(2π－2θ)．所以最长时间为t ＝(2π－2θ)m qB ＝5πm3qB.答案：(1)qBL 3m <v 0≤qBL m (2)5πm3qB。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第10单元 磁场 作业27磁场对运动电荷的作用
作业27磁场对运动电荷的作用A组基础达标微练一洛伦兹力的理解与计算1.(浙江温州联考)显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。
设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若要使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )2.科学家曾预言,自然界存在只有一个磁极的磁单极子,磁单极子N的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。
假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有相同的带电小球分别在N和Q附近(图示位置)沿水平面做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.从上往下看,图甲中带电小球沿逆时针方向运动B.从上往下看,图甲中带电小球沿顺时针方向运动C.从上往下看,图乙中带电小球沿顺时针方向运动D.从上往下看,图乙中带电小球沿逆时针方向运动微练二带电粒子在有界匀强磁场中的运动3.(多选)(浙江杭州模拟)如图所示,a、b是直线上间距为4d的两点,也是半圆直径的两个端点,c位于ab上,且l ac=d,直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),其中半圆内部没有磁场。
一群比荷为k的同种带电粒子从ac之间以相同的速率垂直于ab射入圆弧区域,所有粒子都能通过b点,不计粒子间的相互作用和粒子的重力,则( )A.粒子的速率为2dBkB.粒子的速率为dBkC.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为2π3kBD.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为4π3kB4.(浙江丽水模拟)如图所示,虚线MN的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,在图示平面内两比荷相同的带正电粒子a、b从MN上的同一点沿不同方向射入匀强磁场后,又从MN上的同一点射出磁场。
已知a粒子初速度的方向垂直虚线MN,粒子的重力和粒子间的相互作用忽略不计,则下列描述两粒子速度大小的关系图像正确的是( )微练三带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题5.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。
高中物理【磁场对运动电荷的作用】典型题(带解析)
高中物理【磁场对运动电荷的作用】典型题1．如图所示，a 、b 、c 、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右解析：选B ．根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得O 点处的磁场方向水平向左，再根据左手定则判断可知，带电粒子受到的洛伦兹力方向向下，B 正确．2.如图，半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，半径OC 与OB 夹角为60°.甲电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场，从C 点射出．乙电子以速率v 3从B 点沿BA 方向射入磁场，从D 点(图中未画出)射出，则( )A ．C 、D 两点间的距离为2RB ．C 、D 两点间的距离为3RC ．甲在磁场中运动的时间是乙的2倍D ．甲在磁场中运动的时间是乙的3倍解析：选B ．洛伦兹力提供向心力，q v B ＝m v 2r 得r ＝m v qB，由几何关系求得r 1＝R tan 60°＝3R ，由于质子乙的速度是v 3，其轨道半径r 2＝r 13＝33R ，它们在磁场中的偏转角分别为60°和120°，根据几何知识可得BC ＝R ，BD ＝2r 2tan 60°＝R ，所以CD ＝2R sin 60°＝3R ，故A 错误，B 正确；粒子在磁场中运动的时间为t ＝θ2πT ＝θ2π·2πm qB，所以两粒子的运动时间之比等于偏转角之比，即为1∶2，即甲在磁场中运动的时间是乙的12倍，故C 、D 错误．3. (多选)如图所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB 和BC 组成，两斜面在B 处用一光滑小圆弧相连接，P 是BC 的中点，竖直线BD 右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，B 处可认为处在磁场中，一带电小球从A 点由静止释放后能沿轨道来回运动，C 点为小球在BD 右侧运动的最高点，则下列说法正确的是( )A ．C 点与A 点在同一水平线上B ．小球向右或向左滑过B 点时，对轨道压力相等C ．小球向上或向下滑过P 点时，其所受洛伦兹力相同D ．小球从A 到B 的时间是从C 到P 时间的2倍解析：选AD ．小球在运动过程中受重力、洛伦兹力和轨道支持力作用，因洛伦兹力永不做功，支持力始终与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功，满足机械能守恒，因此C 点与A 点等高，在同一水平线上，选项A 正确；小球向右或向左滑过B 点时速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的压力不等，选项B 错误；同理小球向上或向下滑过P 点时，洛伦兹力也等大反向，选项C 错误；因洛伦兹力始终垂直BC ，小球在AB 段和BC 段(设斜面倾角均为θ)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为g sin θ，由x ＝12at 2得小球从A 到B 的时间是从C 到P 的时间的2倍，选项D 正确． 4．如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M 点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角．已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B 1、B 2，则B 1与B 2的比值为( )A ．2cos θB ．sin θC ．cos θD ．tan θ解析：选C ．设有界磁场Ⅰ宽度为d ，则粒子在磁场Ⅰ和磁场Ⅱ中的运动轨迹分别如图1、图2所示，由洛伦兹力提供向心力知Bq v ＝m v 2r ，得B ＝m v rq，由几何关系知d ＝r 1sin θ，d ＝r 2tan θ，联立得B 1B 2＝cos θ，选项C 正确．5．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a 点射入，从b 点射出．下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．粒子在b 点速率大于在a 点速率C ．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b 点右侧射出D ．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短解析：选C ．由左手定则知，粒子带负电，A 错．由于洛伦兹力不做功，粒子速率不变，B 错．由R ＝m v qB， 若仅减小磁感应强度B ，R 变大，则粒子可能从b 点右侧射出，C 对．由R ＝m v qB ，若仅减小入射速率v, 则R 变小，粒子在磁场中的偏转角θ变大．由t ＝θ2πT ，T ＝2πm qB 知，运动时间变长，D 错．6．如图所示，两个同心圆，半径分别为r 和2r ，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .圆心O 处有一放射源，放出粒子的质量为m 、带电量为q ，假设粒子速度方向都和纸面平行．(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA 与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场后第一次通过A 点，则初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？解析：(1)如图甲所示，设粒子在磁场中的轨道半径为R 1，则由几何关系得R 1＝3r 3又q v 1B ＝m v 21R 1得v 1＝3Bqr 3m .(2)如图乙所示，设粒子轨迹与磁场外边界相切时，粒子在磁场中的轨道半径为R 2，则由几何关系有(2r －R 2)2＝R 22＋r 2可得R 2＝3r 4，又q v 2B ＝m v 22R 2，可得v 2＝3Bqr 4m故要使粒子不穿出环形区域，粒子的初速度不能超过3Bqr 4m. 答案：(1)3Bqr 3m (2)3Bqr 4m 7. (多选)如图所示为一个质量为m 、带电荷量为＋q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．现给圆环向右初速度v 0，在以后的运动过程中，圆环运动的v -t 图象可能是下图中的( )解析：选BC ．当q v B ＝mg 时，圆环做匀速直线运动，此时图象为B ，故B 正确；当q v B ＞mg 时，F N ＝q v B －mg ，此时：μF N ＝ma ，所以圆环做加速度逐渐减小的减速运动，直到q v B ＝mg 时，圆环开始做匀速运动，故C 正确；当q v B ＜mg 时，F N ＝mg －q v B ，此时：μF N ＝ma ，所以圆环做加速度逐渐增大的减速运动，直至停止，所以其v -t 图象的斜率应该逐渐增大，故A 、D 错误．8.如图所示，水平放置的平行板长度为L 、两板间距也为L ，两板之间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在两板正中央P 点有一个不计重力的电子(质量为m 、电荷量为－e )，现在给电子一水平向右的瞬时初速度v 0，欲使电子不与平行板相碰撞，则( )A ．v 0>eBL 2m 或v 0<eBL 4mB ．eBL 4m <v 0< eBL 2mC ．v 0>eBL 2mD ．v 0<eBL 4m 解析：选A ．此题疑难点在于确定“不与平行板相碰撞”的临界条件．电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为R ＝m v 0eB ，如图所示．当R 1＝L 4时，电子恰好与下板相切；当R 2＝L 2时，电子恰好从下板边缘飞出两平行板(即飞出磁场)．由R 1＝m v 1eB ，解得v 1＝eBL 4m，由R 2＝m v 2eB ，解得v 2＝eBL 2m ，所以欲使电子不与平行板相碰撞，电子初速度v 0应满足v 0>eBL 2m 或v 0<eBL 4m，故选项A 正确．9．如图所示，在x >0，y >0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向里，大小为B ，现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，从x 轴上的某点P (不在原点)沿着与x轴成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是( )A ．只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点B ．粒子在磁场中运动所经历的时间一定为5 πm 3qBC ．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm qBD ．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm 6qB解析：选C ．利用“放缩圆法”：根据同一直线边界上粒子运动的对称性可知，粒子不可能通过坐标原点，A 项错误；粒子运动的情况有两种，一种是从y 轴边界射出，最短时间要大于2πm 3qB ，故D 项错误；对应轨迹①时，t 1＝T 2＝πm qB，C 项正确，另一种是从x 轴边界飞出，如轨迹③，时间t 3＝56T ＝5πm 3qB，此时粒子在磁场中运动时间最长，故B 项错误．10.如图所示，OM 的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，OM 左侧到OM 距离为L 的P 处有一个粒子源，可沿纸面向各个方向射出质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(重力不计)，速率均为v ＝qBL m，则粒子在磁场中运动的最短时间为( )A ．πm 2qBB ．πm 3qBC ．πm 4qBD ．πm 6qB 解析：选B ．粒子进入磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有：q v B ＝m v 2r ，将题设的v 值代入得：r ＝L ，粒子在磁场中运动的时间最短，则粒子运动轨迹对应的弦最短，最短弦为L ，等于圆周运动的半径，根据几何关系，粒子转过的圆心角为60°，运动时间为T 6，故t min ＝T 6＝16×2πm qB ＝πm 3qB，故B 正确，A 、C 、D 错误． 11．(2019·高考全国卷Ⅲ)如图，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12B 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 (q >0)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( )A ．5πm 6qB B ．7πm 6qBC ．11πm 6qBD ．13πm 6qB 解析：选B ．带电粒子在不同磁场中做圆周运动，其速度大小不变，由r ＝m v qB知，第一象限内的圆半径是第二象限内圆半径的2倍，如图所示．粒子在第二象限内运动的时间：t 1＝T 14＝2πm 4qB ＝πm 2qB ；粒子在第一象限内运动的时间：t 2＝T 26＝2πm ×26qB ＝2πm 3qB，则粒子在磁场中运动的时间t ＝t 1＋t 2＝7πm 6qB，选项B 正确．12．如图，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：(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．解析： (1)设带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度大小为v .由动能定理有qU ＝12m v 2① 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r② 由几何关系知d ＝2r ③联立①②③式得q m ＝4U B 2d2.④ (2)由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为s ＝πr 2＋r tan 30°⑤ 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为t ＝s v⑥ 联立②④⑤⑥式得t ＝Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2＋33.⑦ 答案：(1)4U B 2d 2 (2)Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2＋33。
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：磁场对运动电荷的作用力(课后习题)【含答案及解析】
第一章安培力与洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力课后篇素养形成必备知识基础练1.电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度大小不变、方向相反,则洛伦兹力的大小、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变,而且与粒子速度的方向有关,又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,速度方向不同时洛伦兹力的方向也不同,所以A选项错误。
因为改为-q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由F=qvB知大小不变,所以B选项正确。
电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以C选项错误。
因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D选项错误。
2.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束粒子流,不考虑重力及粒子间的相互作用,则下列选项不正确的是()A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电,带正电的粒子向左偏,即粒子1;不偏转说明不带电,即粒子2;带负电的粒子向右偏,即粒子3,故选B。
3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是()A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动v∥B,F洛=0,电子做匀速直线运动。
4.如图所示,在竖直绝缘的水平台上,一个带正电的小球以水平速度v0抛出,落在地面上的A点,若加一垂直纸面向里的匀强磁场,小球仍能落到地面上,则小球的落点()A.仍在A点B.在A点左侧C.在A点右侧D.无法确定,小球此时受到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直<g,故小球在空中做曲线运动的时间将增加,同时水平方向上加速,故落方向的加速度a y=mg-qvBcosθm点应在A点的右侧,选项C正确。
磁场测试题及答案
磁场测试题及答案一、选择题1. 磁场的基本单位是：A. 牛顿B. 特斯拉C. 安培D. 库仑2. 地球的磁场是由什么产生的？A. 地球的自转B. 地球的公转C. 地球内部的液态铁D. 太阳风3. 以下哪个现象不是由磁场引起的？A. 指南针指向北方B. 磁铁吸引铁钉C. 电流通过导线产生热量D. 磁悬浮列车的悬浮二、填空题4. 磁场中某点的磁场强度B可以通过公式_______来计算，其中H是磁场强度，I是电流，l是导线长度。
5. 磁感应强度的单位是_______，它表示磁场对运动电荷的作用力。
三、简答题6. 简述磁场对运动电荷的作用。
7. 描述一下磁铁的两极以及它们之间的相互作用。
四、计算题8. 一个长为0.5米的直导线，通过电流为10安培，求在距离导线0.1米处的磁场强度。
9. 如果将上述导线弯曲成半径为0.2米的圆形，求圆心处的磁场强度。
五、论述题10. 论述地球磁场对人类生活的影响。
答案：一、选择题1. B2. C3. C二、填空题4. B = μ₀I/(2πl)5. 特斯拉(T)三、简答题6. 磁场对运动电荷的作用表现为洛伦兹力，其大小与电荷的速度、电荷量和磁场强度有关，作用方向垂直于电荷速度和磁场方向。
7. 磁铁的两极分别是N极和S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
四、计算题8. 根据公式B = μ₀I/(2πd)，其中μ₀是真空的磁导率，大约为4π×10⁻⁷ T·m/A，d是距离，I是电流。
代入数值得B =(4π×10⁻⁷ T·m/A × 10 A) / (2π × 0.1 m) ≈ 2×10⁻⁵ T。
9. 对于圆形导线，圆心处的磁场强度B = (μ₀I)/(2R)，代入数值得B = (4π×10⁻⁷ T·m/A × 10 A) / (2 × 0.2 m) ≈ 10⁻⁵ T。
【单元练】高中物理必修3第九章【静电磁场及其应用】测试(1)
一、选择题1．如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个点电荷的电荷量之比q 1：q 2：q 3为（ ）A ．9：4：9B ．4：9：4C ．（-9）：4：（-36）D ．4：9：36C解析：C三个电荷处于平衡时两边电性相同和中间相反，若q 1带负电，则q 2带正电，q 3应带负电；若q 1带正电，则q 2带负电，q 3应带正电。
由于三个电荷均处于平衡状态，设q 1与q 2距离为r ，则q 2与q 3的距离为2r ，所以 对q 1有 ()1312223q q q q kk r r ＝ 对q 2有 ()2312222q q q q kk r r ＝ 对q 3有 ()()23132223q q q q kk r r ＝联立可解得 1239436q q q =：：：：所以每个点电荷的电荷量之比123q q q ：：为()9436-：：或()()9436--：：，故选C 。
2．如图，某位置Q 固定一带正电的点电荷，A 、B 、C 是斜而上间距相等的三个点，Q 、B 连线垂直于斜面，在A 点无初速度释放一带有恒定电荷的小物块，已知小物块沿绝缘的斜面运动到C 点时停下。
下列说法正确的是（ ）A ．小物块一定带正电B ．小物块运动过程，电势能先增大后减小C ．小物块运动过程经过B 点时的滑动摩擦力最大D ．小物块从B 点运动到C 点过程机械能不断减少D解析：DA ．小物块能在C 点停下，说明小物块受到引力，所以小物块带负电，A 错误；B ．从Ａ到Ｃ，小物块先靠近Ｑ后远离Ｑ，所以库仑力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，B错误；C．在B点时，库仑力最大，支持力最小，所以摩擦力最小，C错误；D．根据功能关系，小物块从B点运动到C点非重力（库仑力和摩擦力）都做负功，所以机械能减小，D正确。
故选D。
3．遵义市科技馆有一个法拉第笼（FaradayCage），它是一个由金属制成的球形状笼子，其笼体与大地连通。
磁场对运动电荷的作用力·典型例题解析
磁场对运动电荷的作用力·典型例题解析12.12.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，线圈中心线圈中心O 处的黑点表示电子枪处的黑点表示电子枪 射出的电子，它的方向由纸内垂直指向纸外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应方向如图所示时，电子束应( )( ) A.A.向左偏转向左偏转向左偏转 B. B. B.向上偏转向上偏转 C.C.向下偏转向下偏转向下偏转 D. D. D.不偏转不偏转C【例1】图16－49是表示磁场磁感强度B ，负电荷运动方向v 和磁场对电荷作用力f 的相互关系图，这四个图中画得正确的是(B 、v 、f 两两垂直)[ ] 解答：正确的应选A 、B 、C ．点拨：由左手定则可知四指指示正电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与速度方向相反．四指指示的方向应与速度方向相反．【例2】带电量为＋q 的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是[ ] A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B ．如果把＋q 改为－q ，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变向均不变C ．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D ．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小 解答：正确的应选B ．点拨：理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键．理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键．【例3】如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是磁场中作下列运动可能成立的是[ ] A ．作匀速直线运动．作匀速直线运动B 、作匀变速直线运动、作匀变速直线运动C ．作变加速曲线运动．作变加速曲线运动D ．作匀变速曲线运动．作匀变速曲线运动点拨：当v ∥B 时，f ＝0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而作匀速直线运动．当v 与B 不平行时，f ≠0且f 与v 恒垂直，即f 只改变v 的方向．故运动电荷作变加速曲线运动．电荷作变加速曲线运动．参考答案：AC 【例4】如图16－50所示，所示，在两平行板间有强度为在两平行板间有强度为E 的匀强电场，的匀强电场，方向竖方向竖直向下，一带电量为q 的负粒子(重力不计)，垂直于电场方向以速度v 飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎样方向的磁场，其磁感应强度为多大？磁感应强度为多大？点拨：要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡．要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡． 参考答案：磁感应强度的方向应垂直于纸面向内，大小为E/v 跟踪反馈14.14.如图如图6所示所示,,在匀强磁场中在匀强磁场中,,图中分别标明了磁场、电荷及其运动方向和洛伦兹力这三个量的方向这三个量的方向,,试在图中标出第三个量的方向试在图中标出第三个量的方向..若带电粒子不受洛伦兹力作用若带电粒子不受洛伦兹力作用,,请注明注明. .1．关于带电粒子所受洛伦兹力f 、磁感应强度B 和粒子速度v 三者方向之间的关系，下列说法正确的是间的关系，下列说法正确的是[ ] A ．f 、B 、v 三者必定均保持垂直三者必定均保持垂直B ．f 必定垂直于B 、v ，但B 不一定垂直于v C ．B 必定垂直于f 、v ，但f 不一定垂直于v D ．v 必定垂直于f 、B ，但f 不一定垂直于B 2．下列说法正确的是．下列说法正确的是[ ] A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D ．洛伦兹力对带电粒子不做功．洛伦兹力对带电粒子不做功3．如图16－51所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子，则此粒子[ ] A ．一定带正电．一定带正电B ．一定带负电．一定带负电C ．可能带正电或负电，也可能不带电．可能带正电或负电，也可能不带电D ．一定不带电．一定不带电4．如图16－52所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域，则有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域，则[ ] A ．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B ．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转C ．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转D ．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动参考答案1．B 2．D 3．C 4．BD6.研究表明各种粒子都有和它对应的研究表明各种粒子都有和它对应的“反粒子”“反粒子”。
高三一轮复习学案-磁场对运动电荷的作用
1磁场对运动电荷的作用一、洛仑兹力——磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力的大小：如图，当v 与B 之间夹角为θ时，F =__________________当v 与B 平行时，F =____________当v 与B 垂直时，F =____________洛仑兹力的方向：左手定则F 始终垂直于v ，洛仑兹力永不_________ 练习：下列各种情况中，匀强磁场的磁感应强度均为B ，带电粒子的速率均为v ，带电荷量均为q 。
试求出各带电粒子所受洛仑兹力的大小，并指出其方向二、带电粒子在匀强磁场中的运动当v 与B 平行时，粒子做____________运动当v 与B 垂直时，粒子做____________运动，由洛仑兹力提供________qvB =半径公式：R =周期公式：T =练习：两个粒子在匀强磁场中某时刻的速度和轨迹如图所示，则1.两粒子各带什么电？2.若两粒子种类相同，比较二者速度和周期大小。
3.若两粒子速度和电荷量相同，比较二者质量和周期大小。
三、部分圆轨迹的几何特征 mv 21.速度偏向角、轨迹对应圆心角2.速度偏向角、位移与初（末）速度间夹角3.确定圆心的四条直线四、由轨迹的初末状态求解轨迹信息核心任务：求_______和_________基本思路：四线找圆心，圆规作轨迹，勾股求半径，三角算角度练习：某粒子在匀强磁场中只受洛仑兹力作用，在下列情景中找圆心、作轨迹、求半径并计算轨迹对应的圆心角。
1.粒子初位置在A点，速度水平，末位置在B点2.粒子初位置在A点，速度竖直，末位置在虚线上某处，速度向顺时针偏转了60度3.粒子初位置在A点，速度方向如图，末位置恰好与虚线相切4.粒子半径如图，初位置在虚线上某处，速度与虚线垂直，末位置恰好和实线相切5.粒子半径如图，初位置在A点，末位置恰好和实线相切6.粒子半径如图，轨迹的某条直径一端在A点，另一端在虚线上某点Bar rAr θ。
第八章第2讲磁场对运动电荷的作用课时知能训练
课时知能训练一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)图8－2－231．(2011·潍坊模拟)如图8－2－23所示，电子束沿垂直于荧光屏的方向做直线运动，为使电子打在荧光屏上方的位置P，则能使电子发生上述偏转的场是()A．匀强电场B．负点电荷的电场C．垂直纸面向里的匀强磁场D．垂直纸面向外的匀强磁场【解析】只要使电子受到的电场力或洛伦兹力竖直向上或斜向上，均可使电子打在P点，选项C中磁场垂直纸面向里时，电子所受洛伦兹力向下，电子则打不到P点，故C错误．【答案】ABD图8－2－242．一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，如图8－2－24所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速度为v2，则下列论述正确的是()A．s1>s2B．t1>t2C．v1和v2大小相等D．v1和v2方向相同【解析】当桌面右边存在磁场时，由左手定则，带电小球在飞行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上分量向上，因此小球水平方向存在加速度，竖直方向上加速度a<g，所以t1>t2，s1>s2，A、B对；又因为洛伦兹力不做功，C对；两次小球着地时速度方向不同，D错．【答案】ABC图8－2－253．如图8－2－25所示，匀强磁场中有一个电荷量为q 的正离子，自a 点沿半圆轨道运动，当它运动到b 点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c 点，已知a 、b 、c 在同一直线上，且ac ＝12ab ，电子电荷量为e ，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为( )A.3q 2eB.q eC.2q 3eD.q 3e【解析】 该题考查带电离子在磁场中的运动．离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，其半径r ＝m v Bq ，离子碰上电子后半径变化，r ′＝3r 2＝m v Bq ′，所以q ′＝2q 3，Δq ＝13q ，正确选项是D.【答案】 D4．(2011·广州四校联考)质量为m 、带电荷量为q 的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运行速率为v 、半径为R 、周期为T ，环形电流的强度为I .则下面说法中正确的是( )A ．该带电粒子的比荷为q m ＝BR vB ．在时间t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝qBt mC ．当速率v 增大时，环形电流的强度I 保持不变D ．当速率v 增大时，运动周期T 变小【解析】 带电粒子做匀速圆周运动，m v 2R ＝q v B ，所以q m ＝v BR ，A 错误；运动周期T ＝2πm Bq ，与速率无关，D 错误；在时间t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝t T 2π＝qBt m ，B 正确；I ＝q T ＝Bq 22πm ，与速率v 无关，C 正确．【答案】 BC5．(2012·抚顺模拟)空间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图8－2－26所示．规定B >0时，磁场的方向穿出纸面．一电荷量q ＝5π×10－7 C 、质量m ＝5×10－10 kg 的带电粒子，位于某点O 处，在t ＝0时刻以初速度v 0＝π m/s 沿某方向开始运动．不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响．则在磁场变化N 个(N 为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于( )图8－2－26 A ．π m/sB.π2 m/s C ．2 2 m/sD. 2 m/s 【解析】 由T ＝2πm Bq 可得：T ＝2×10－2 s ，则磁场变化的周期T ′＝T 2，粒子运动的半径r ＝m v 0Bq ＝10－2 m ，带电粒子在磁场变化的N 个周期时间内前进的位移x ＝22r ·N ，平均速度v ＝x NT ′＝22rN NT ′＝2 2 m/s ，故C 正确．【答案】 C图8－2－276．(2012·苏州模拟)如图8－2－27所示，在屏MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．P 为屏上的一个小孔．PC 与MN 垂直．一群质量为m 、带电荷量为－q 的粒子(不计重力)，以相同的速率v 从P 处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B 垂直的平面内，且散开在与PC 夹角为θ的范围内．则在屏MN 上被粒子打中的区域的长度为( )A.2m v qBB.2m v cos θqBC.2m v (1－sin θ)qBD.2m v (1－cos θ)qB【解析】 屏MN 上被粒子击中的区域离P 点最远的距离x 1＝2r＝2m v qB ，屏M 上被粒子击中的区域离P 点最近的距离x 2＝2r cos θ＝2m v cos θqB ，故在屏M 上被粒子打中的区域的长度为x 1－x 2＝2m v (1－cos θ)qB，D 正确． 【答案】 D图8－2－287．(2011·泉州模拟)如图8－2－28所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R ＝10 cm 的圆柱形桶内有B ＝10－4 T 的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔．粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷为q m ＝2×1011 C/kg 的阳离子，粒子束中速度连续分布，不计重力．当角θ＝45°时，出射粒子速度v 的大小是( ) A.2×106 m/s B ．22×106 m/sC ．22×108 m/sD ．42×106 m/s【解析】 设此粒子圆周运动的半径为r ，则有r sin θ＝R ，r ＝ 2 10m.又由r ＝m v Bq 可得：v ＝Bqr m ＝22×106 m/s ，故B 正确．【答案】 B图8－2－298．(2012·武汉模拟)如图8－2－29所示，在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子(重力不计)从AB 边的中点O 以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°.若粒子能从AB 边穿出磁场，则粒子在磁场中运动的过程中，到AB 边的最大距离为( )A.m v 2BqB.3m v 2BqC.3m v BqD.2m v Bq【解析】 粒子圆周运动的半径r ＝m v Bq ，粒子能从AB 边射出磁场时，离AB 边的最大距离d ＝r ＋r cos 60°＝32r ＝3m v 2Bq ，故B 正确．【答案】 B图8－2－309．(2012·漳州模拟)带电粒子以初速度v 0从a 点沿垂直于y 轴方向进入匀强磁场，如图8－2－30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v 0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( )A ．v 0B ．1C ．2v 0 D.v 02【解析】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系知，其圆心在O 点，则由r ＝m v 0qB 得B ＝m v 0qr ，若加电场则有r ＝12at 2＝12qE m t 2，又由r ＝v 0t ，则E ＝2m v 20qr ，故E B ＝2v 0.故C 正确．【答案】 C图8－2－3110．如图8－2－31所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O 点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中( )A ．运动时间相同B ．运动轨迹的半径相同C ．重新回到边界时速度大小和方向相同D ．重新回到边界时与O 点的距离相同【解析】 两偏转轨迹的圆心都在射入速度方向的垂线上，可假设它们的半径为某一长度，从而画出两偏转轨迹，如图所示．由此可知它们的运动时间分别为：t 1＝(2π－2θ)m Bq，t 2＝2θm Bq ，轨迹半径R ＝m v Bq 相等，射出速度方向都与边界成θ角，且速度大小也相等；射出点与O 点距离相等为d ＝2R ·sin θ.故B 、C 、D 正确．【答案】 BCD二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(14分)钍核230 90Th 发生衰变生成镭核226 88Ra 并放出一个粒子．设该粒子的质量为m 、电荷量为q ，它进入电势差为U 的带窄缝的平行平板电极S 1和S 2间电场时，其速度为v 0，经电场加速后，沿Ox 方向进入磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox 垂直平板电极S 2，当粒子从P 点离开磁场时，其速度方向与Ox 方向的夹角θ＝60°，如图8－2－32所示，整个装置处于真空中．图8－2－32(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R ；(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t .【解析】 (1)设粒子离开电场时的速度为v ，对加速过程有qU ＝12m v 2－12m v 20①粒子在磁场中有q v B ＝m v 2R ②由①②得R ＝m qB 2qU m ＋v 20.(2)粒子做圆周运动的回旋周期T ＝2πR v ＝2πm qB ③粒子在磁场中运动的时间t ＝16T ④由③④得t ＝πm 3qB .【答案】 (1)m qB 2qU m ＋v 20 (2)πm3qB图8－2－3312．(16分)半径为R 的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B ，如图8－2－33所示．一质量为m 、带电荷量为q 的正粒子(不计重力)以速度v 从筒壁的A 孔沿半径方向进入筒内，设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失，那么要使粒子与筒壁连续碰撞，绕筒壁一周后恰好又从A 孔射出，问：(1)磁感应强度B 的大小必须满足什么条件？(2)粒子在筒中运动的时间为多少？【解析】 (1)粒子射入圆筒后受洛伦兹力作用而偏转，设第一次与B 点碰撞，碰后速度方向又指向O 点，假设粒子与筒壁碰撞n －1次，运动轨迹是n 段相等的圆弧，再从A 孔射出．设第一段圆弧的圆心为O ′，半径为r (如图所示)，则θ＝2π/2n ＝π/n ，由几何关系有：r ＝R tan πn ，又由r ＝m v qB ，联立两式可以解得B ＝m v Rq tan πn(n ＝3,4,5…)．(2)每段圆弧的圆心角为φ＝2·(π2－θ)＝2·(π2－πn )＝n －2n π.粒子由A 到B 所用时间t ′＝φ2πT ＝12π·n －2n π·2πR v ·tan πn＝(n －2)πR n v ·tan πn (n ＝3,4,5…)．故粒子运动的总时间t ＝nt ′＝(n －2)πR vtan πn (n ＝3,4,5…)． 【答案】 见解析。
高中物理高考 2021届小题必练20 磁场对运动电荷的作用 学生版
(1)洛伦兹力、洛伦兹力的方向；(2)洛伦兹力公式、洛伦兹力作用下的有界磁场中的偏转运动；(3)带电粒子在匀强磁场中的运动、时间、半径及轨迹判定等。
例1．(2020·全国I 卷·18)一匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，弧AB 为半圆，ac 、bd 与直径ab 共线，ac 间的距离等于半圆的半径。
一束质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子，在纸面内从c 点垂直于ac 射入磁场，这些粒子具有各种速率。
不计粒子之间的相互作用。
在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为( )A ．7π6m qB B ．5π4m qB C ．4π3m qB D ．3π2mqB【答案】C【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πmqB，粒子在磁场中运动的时间2πmt T qBθθ==，则粒子在磁场中运动的时间与速度无关，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长。
粒子垂直ac 射入磁场，则轨迹圆心必在ac 直线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐放大。
当半径r ≤0.5R 和r ≥1.5R 时，粒子分别从ac 、bd 区域射出，磁场中的轨迹为半圆，运动时间等于半个周期；当0.5R <r <1.5R 时，粒子从半圆边界射出，逐渐将轨迹半径从0.5R 逐渐放大，粒子射出位置从半圆顶端向下移动，轨迹圆心角从π逐渐增大，当轨迹半径为R 时，轨迹圆心角最大，然后再增大轨迹半径，轨迹圆心角减小，因此当轨迹半径等于R 时轨迹圆心角最大，即轨迹对应的最大圆心角θ＝43π，粒子运动最长时间4π3mt qB=，故选C 。
小题必练20：磁场对运动电荷的作用【点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，难点是应用放缩法作图，找到粒子运动轨迹对应的最大圆心角。
例2．(2019·全国I 卷·24)如图，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。
2016高考物理磁场对运动电荷的作用试题
2016高考物理磁场对运动电荷的作用试题物理学的发展引起了一次又一次的产业革命，推动着社会和人类文明的发展。
小编准备了高考物理磁场对运动电荷的作用试题，希望你喜欢。
一、单项选择题1. (2012•廉江中学月考)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )A. 洛伦兹力对带电粒子做功B. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能C. 洛伦兹力的大小与速度无关D. 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向2. (2012•北京)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )A. 与粒子电荷量成正比B. 与粒子速率成正比C. 与粒子质量成正比D. 与磁感应强度成正比3. (2012•全国)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动.已知两粒子的动量大小相等.下列说法正确的是( )A. 若q1=q2,则它们做圆周运动的半径一定相等B. 若m1=m2,则它们做圆周运动的半径一定相等C. 若q2≠q2,则它们做圆周运动的周期一定不相等D. 若m1≠m2,则它们做圆周运动的周期一定不相等4. (2012•安徽)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角.现将带电粒子的速度变为 ,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为( )A. Δt B. 2ΔtC.Δt D. 3Δt二、双项选择题5. (2012•东莞高级中学模拟)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C. 在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D. 在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大如图所示,一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示.现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则( )A. 若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T0B. 若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T0C. 若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T0D. 若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T07 如图所示,在x>0、y>0的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,其出射方向如图所示,不计重力的影响,则( )A. 初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B. 初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C. 在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D. 在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子8. 右图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.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )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. 能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小三、非选择题9. (2012•东莞调研)如图所示,一个质量为=2.0×10-11 kg,电荷量q=+1.0×10-5 C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100 V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100 V.金属板长L=20 cm,两板间距d=10 cm.求:(1) 微粒进入偏转电场时的速度v0的大小.(2) 微粒射出偏转电场时的偏转角θ和速度v.(3) 若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度为B= T的匀强磁场,为使微粒不从磁场右边界射出,该匀强磁场的宽度D至少为多大?10.(2012•揭阳调研)如图,相距为R的两块平行金属板M、N正对放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线且水平,且s2O=R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场.收集板D上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N 板.质量为m、带电荷量为+q的粒子,经s1无初速进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场.粒子重力不计.(1) 若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M、N间的电压值U.(2) 求粒子从s1到打在D的最右端经历的时间t.高考物理磁场对运动电荷的作用试题就为大家介绍到这里，希望对你有所帮助。
物理 1-1 2.4磁场对运动电荷的作用
F
V0 B
请大家猜一猜？
V
速度v 磁场的磁感应强度B
B
可以证明：
带电粒子的电荷量q
当速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时： 洛仑兹力f的大小等于电荷量q、速度v、磁感应强度B三者的乘积
F qvB
电子束的磁偏转 下图实验装置可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由 一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子 枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈 中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。
-q
v
v
甲
+q
F
v 乙
F
-q
v 丙
丁
+q
F垂直纸面向里
F垂直纸面向外
小结
洛伦兹力与电场力的区别：
1.产生：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的 作用。磁场只对运动电荷才有磁场力的作用。
2.大小：在匀强电场中,电荷所受的电场力与v无关， 是一个恒力。
在匀强磁场中, 洛伦兹力与v有关。 3.方向：电场力的方向与电场方向平行,正电荷的 电场力方向就是电场方向。 无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永 远与磁场方向垂直。 4.做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功 洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直,永不做功
F v 1、伸开左手，使大拇指和其余 四指垂直且处于同一平面内， 把手放入磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，若四指指向正电 荷运动的方向，那么拇指所指 的方向就使正电荷所受洛伦兹 力的方向。 2、 如果运动的是负电荷，则四 指指向负电荷运动的反方向， F 负电荷的运动方向与电流方向 相反
v
4、洛伦兹力的大小
电子的运动轨迹是曲线。
结论
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第四节磁场对运动电荷的作用第2课时
一、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个
选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选
项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3
分，有选错或不选的得0分，共35分）
1.在你身边，若有一束电子从上而下运动，在地磁场的作用下，它将（）
A.向东偏转
B.向西偏转
C.向北偏转
D.向南偏转
2.如图2-4-10所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成
的磁场如图所示.一束沿着管颈线射向纸内的电子将（）
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向右偏转
D.向左偏转
图2-4-10
3.如图2-4-11所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴、
、带有等量同种电荷，其中静止，向右做匀速运动，向左做匀速运动，比较它们的重力、、间的关系，正确的是（）
A.最大
B.最大
C.最大
D.最小
图2-4-11
4.在图2-4-12中虚线所围的区域内，存在电场强度为的匀强电场和磁感应强度为的匀强
磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转.设重力可忽略不计，则在该区域中的和的方向可能是（）
图2-4-12
A.和都沿水平方向，并与电子运动的方向相同
B.和都沿水平方向，并与电子运动的方向相反
C.竖直向上，垂直纸面向外
D.竖直向上，垂直纸面向里
5.1998年1月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球近距离勘测，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了最新成果.
（1）探测器在一些环形山中发现了质量密集区，当飞越这些重力异常区时，通过地面大口径射电望远镜观察，轨道参数发生了微小变化，这些变化是（）
A.速度变小
B.速度变大
C.半径变小
D.半径变大
（2）月球上的磁场极其微弱，探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱分布.如图2-4-13所示是探测器通过月球、、、四个位置时，电子运动轨道的照片，
设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则其中磁场最强的位置是，图A中电子轨道半径为
10 cm，电子的比荷为1.8× C/kg，速度为
90 m/s，则点的磁感应强度为T.
图2-4-13
6.如图2-4-14所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线，电流方向从到，绳子的拉力均为.为使0，可能达到要求的方法是（）
图2-4-14
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
7.如图2-4-15所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（）
图2-4-15
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向纸内偏转
D.向纸外偏转
二、填空题（本题共6小题，每小题5分，共30分.请将
正确的答案填到横线上）
8.运动电荷在磁场中所受的力称为.通电导线在磁场中所受的，实际是
洛伦兹力的.由此我们可以推断运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可以根据判定.
9.在匀强磁场中，当运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，运动电荷所受洛伦兹力的大小
取决于三个因素：、和.
10.三个粒子、、（不计重力）以相同的速度射入匀强磁场中，运动轨迹如图2-4-16所
示.其中粒子做匀速直线运动，则粒子带电，粒子带电.
图2-4-16
11.电视机里的显像管应用了来实现它的工作的.
12.如图2-4-17所示，质量为的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为
的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直.若小球带电荷量为，球与墙间的动摩擦因数为，则小球下滑的最大速度为，最大加速度为.
图2-4-17
13.质量为、电荷量为的微粒以速度与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场中，
如图2-4-18所示，磁场的方向垂直于纸面向里，如微粒在电场、磁场及重力的作用下做匀速直线运动，则电场强度的大小为=，磁感应强度的大小为=.
图2-4-18
三、计算题（本题共3小题，共35分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步
骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14.（12分）将倾角为的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的、磁感应强度为、方向垂
直纸面向里的匀强磁场中.一个质量为、带电荷量为-的小滑块，在竖直平面内沿斜面由静止开始下滑，如图2-4-19所示，问：经过多少时间，带电滑块将脱离斜面？
图2-4-19
15.（12分）有一质量为、电荷量为的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为、方向垂直指向纸面内部的匀强磁场中，如图2-4-20所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？
图2-4-20
16.（11分）通常要求磁铁远离电视机，这是为什么？若将磁铁的极在左边（以看电视的人观察）靠近电视，则显像管上的光斑会怎样变化？
第四节磁场对运动电荷的作用第2课时
得分：
一、选择题
二、填空题
8．
9．
10．
11．
12．
13．
三、计算题
14．
15.
16.
第四节磁场对运动电荷的作用第2课时参考答案
一、选择题
1.B
2.C
3.CD解析：据∑=0可知：带负电.显然，、也带负电.所以所受洛伦兹力方向竖
直向下，所受洛伦兹力方向竖直向上.设三个油滴的电荷量为，电场的电场强度为，磁
场的磁感应强度为，运动电荷的运动速度为.
据∑0得：对有0，;对有0，;
对有.
所以有.
4.ABC解析：和沿水平方向并与电子运动方向平行（相同或相反），则洛伦兹力0，
只受电场力作用，且电场力与电子速度方向共线，必不偏转，故A、B选项正确.若竖直向
上，垂直纸面向外，则电场力竖直向下，电子受的洛伦兹力竖直向上.当电场力和洛伦兹力相等时，合力为零，可以不偏转.故C选项正确，D选项错.
5.（1）BC （2）A 5× T
解析：（1）探测器飞行在月球上质量密集区时，万有引力变大，半径变小，由万有引力提供向心力得，半径变小，速度变大，所以B、C正确.
（2）电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，即
，所以
因为最小，所以最大，且 T
6.C 解析：要使绳子的拉力变为零，加上磁场后，应使导线所受安培力等于导线的重
力，由左手定则可判断，所加磁场方向应垂直纸面向里，导线所受安培力向上.
7.A 解析：由右手定则可判断长直导线的磁场，则射线管所在处的磁场方向垂直纸面向
外，用左手定则可判断阴极射线向上偏转.
二、填空题
8.洛伦兹力安培力宏观表现左手定则
9.磁感应强度电荷量速度
10.负正
11.电子束磁偏转
12.
13.
三、计算题
14.
解析：滑块脱离斜面时的速度为，则有：
①
滑块沿斜面匀加速下滑的加速度，则：
②
由①②两式得.
15.水平向左平移
解析：当磁场向左运动时，相当于小球向右运动，带正电小球所受的洛伦兹力方向向
上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面.设此时速度为，则由力的平衡有：；
则.
磁场应水平向左平移.
16.磁铁产生的磁场使射向显像管的电子发生偏转，使显像变形.向下偏.。