1、2012届高考一轮物理复习（人教版）课时训练第八章 磁 场第2讲磁场对运动电荷的作用一、选择题图8222（本题共10小题，共70分）1(2011广东高三调研)如图8222所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向水平向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后()A动能发生改变B运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动C运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出D运动轨迹是一个半圆，并从a点下方某处穿出边界向左射出解析：洛伦兹力不做功，电荷的动能不变，A项不正确；由左手定则，正电荷受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀
2、速圆周运动，运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出，B、D两项不正确，C项正确答案：C图82232如图8223，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的O点，加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点，则所加磁场的方向可能是 ()A垂直于纸面向内 B垂直于纸面向外C平行于纸面向上 D平行于纸面向下解析：电子受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则，可判定磁场方向可能垂直于纸面向外，B项正确答案：B图82243(2011北京崇文区调研)如图8224所示，一带电粒子垂直射入一垂直纸面向里自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动径迹为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力)
3、()A粒子从A点射入，速率逐渐减小B粒子从A点射入，速率逐渐增大C粒子带负电，从B点射入磁场D粒子带正电，从A点射入磁场解析：由于空气有阻尼作用，粒子运动速率一定减小，由R知，v逐渐减小，而R却保持不变，B一定逐渐减小，所以A正确粒子以洛伦兹力作圆周运动的向心力，根据左手定则判断，D正确答案：AD4如下图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy平面向外，原点O处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价负离子，对于进入磁场区域的离子，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，可用下图给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是 ()解析：磁场垂直xOy平面向外并位于y轴上方，离子带负
4、电，利用左手定则判断出离子运动方向，并画出草图找出圆心，可判断出C图是正确的答案：C5图8225如图8225所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90角则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的()A半径之比为1 B速度之比为1C时间之比为23 D时间之比为32答案：AC6图8226(2011北京西城模拟)如图8226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
5、子，以相同的速率v，由O点沿纸面向各个方向(y0)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OMONL.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这些离子的荷质比为D当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点解析：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L，B项错误；再根据qvB，C项错误；由于ONL，粒子半径为L，ON恰好为粒子圆周运动直径，故D项正确答案：D图82277在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场，当入射方向与x轴的夹角60时，速
6、度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图8227所示，当45时，为了使粒子从ab的中点c射出磁场，则速度应为 ()A.(v1v2) B.(v1v2)C.(v1v2) D.(v1v2)解析：由几何关系可知xOaR1，xObR2，xOcR3，又xOc，联立可得v3(v1v2)图8228答案：B8如图8228所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说
7、法中正确的是 ()A若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从cd射出磁场B若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ad边射出磁场C若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从bc边射出磁场D若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab边射出磁场解析：作出粒子刚好从ab边射出的轨迹、刚好从bc边射出的轨迹、从cd边射出的轨迹和从ad边射出的轨迹.由题意可推知，该带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t0.结合图可知，从ab边射出经历的时间一定不大于5t0/6；从bc边射出经历的时间一定不大于4t0/3；从cd边射出经历的时间一定是5t0/3；从ad边射出经历的时间一定不
8、大于t0/3.答案：AC9(2011江苏单科，9)如图8229所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO与SS垂直a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为、，且.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S，则下列说法中正确的有 ()图8229A三个质子从S运动到S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上C若撤去附加磁场，a到达SS连线上的位置距S点最近D附加磁场方向与原磁场方向相同解析：带电粒子在磁场中的回旋时间与回旋
9、角成正比由题图知cba可知tctbta，A选项错误三个质子在匀强磁场中轨道半径相等，即S到圆心的距离相等，所以三个圆心不可能都出现在OO轴上，B项错误；若撤去附加磁场后，b质子经半圆打在SS连线最远，a质子初速度方向与SS线夹角最小，落点最近，故C项正确圆心都在弧线一侧，所以附加磁场与原磁场方向相同，D项正确答案：CD图823010如图8230所示，纸面内有宽为L水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m，电荷量为q，速率为v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B0，A、C、D选项中曲
10、线均为半径是L的圆弧，B选项中曲线为半径是的圆)解析：带电粒子进入磁场中做圆周运动，圆周运动的半径R，A、B、C对应的半径RL，D图对应的半径为.粒子的初速度都相同，相当于以初速度的方向为切线，以粒子进入磁场的点为切点来画半径已知的圆，圆弧和磁场边界的交点为出射点，由数学知识可以证明A图的粒子的出射点恒为两个圆弧右下方的交点，故A正确B、C、D对应的粒子的出射点都不相同答案：A二、非选择题（第11题15分，第12题15分）11如图8231在真空中，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场，一个带电粒
11、子从边界上的P点沿半径向外，以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m21010 kg，带电荷量q5106 C，不计重力，磁感应强度的大小B1 T，粒子运动速度v05103 m/s，圆形区域半径R0.2 m图8231(1)试画出粒子运动轨迹；(2)求出粒子第一次回到P点所需时间(计算结果可以用表示)解析：(1)由洛伦兹力提供向心力有：qv0B解得：r0.2 mR轨迹如答案图所示(2)粒子做圆周运动的周期为T8105 s则粒子第一次回到P点所需时间为t2T16105 s.答案：(1)(2)16105 s12(2011天津模拟)在图8232甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G
12、点垂直于MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点，如图甲所示，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计图8232(1)设粒子的电荷量为q，质量为m，求该粒子的比荷；(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图8232乙所示，其他条件不变要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求磁场区域的半径应满足的条件解析：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v，由动能定理qUmv2进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r，qvBm 打到H点有r 由得.(2)要保证所有带电粒子都不能打到MN边界上，带电粒子在磁场中运动偏角小于90，临界状态为90.如图所示，磁场区半径Rr所以磁场区域半径满足R.答案：(1)(2)R