1、 課時(shí)作業(yè)(四十)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用基礎(chǔ)訓(xùn)練1.(2017廣東七校聯(lián)考真空中兩根金屬導(dǎo)線平行放置，其中一根導(dǎo)線中通有恒定電流.在導(dǎo)線所確定的平面內(nèi)，一電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡的一部分如圖中的曲線所示，則定是(導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從導(dǎo)線中通有從答案：解析：通過(guò)觀察電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，靠近導(dǎo)線處，電子的偏轉(zhuǎn)程度大，說(shuō)明靠近處偏轉(zhuǎn)半徑較?。辉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子所受洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，故電子速率不變，由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式=一知，偏轉(zhuǎn)半徑小說(shuō)明處磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，所以導(dǎo)線中通有電流；根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，合外力指向弧內(nèi)，即洛倫茲力指向左側(cè)，根據(jù)

2、左手定則可知左側(cè)區(qū)域磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，再由安培定則可知，電流的方向從到，故項(xiàng)正確.2.(2017北京豐臺(tái)區(qū)統(tǒng)練如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔垂直磁場(chǎng)邊界，進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示.不計(jì)粒子所受重力及空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是().洛倫茲力對(duì)甲做正功.甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾?甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量.洛倫茲力對(duì)甲做正功.甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾?甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量D甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間答案：解析：甲、乙?guī)У攘慨惙N電荷在同一磁場(chǎng)中受洛倫茲力運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力

3、的方向不同，根據(jù)左手定則，可以判斷甲帶正電荷，乙?guī)ж?fù)電荷，故項(xiàng)錯(cuò)誤；洛倫茲力方向始終垂直于粒子的速度方向，對(duì)甲、乙都不做功，故項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為=一,甲、乙?guī)щ娏亢退俾氏嗤?，甲的運(yùn)動(dòng)半徑大，所以甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故項(xiàng)正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期=20一,甲、乙都運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，由于周期不等，所以兩者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，故項(xiàng)錯(cuò)誤.（2017云南統(tǒng)測(cè)如圖所示，直線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子1從磁場(chǎng)邊界上的點(diǎn)垂直和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)1時(shí)間從點(diǎn)離開磁場(chǎng).之后電子2也由點(diǎn)沿圖示方向以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)2時(shí)間從、連線的中點(diǎn)離開磁場(chǎng)，則7為（答案：解析：兩電子

4、進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由圓周運(yùn)動(dòng)半徑公式=可知，兩電子軌跡半徑相同.電子1垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由幾何知識(shí)可知，電子1在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為n，電子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為里由周期公式=型一可知，兩電子運(yùn)動(dòng)周期相同，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比等于軌跡所對(duì)圓心角之比，即1：2=：1,項(xiàng)正確.（2017山東濟(jì)寧一模多選如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑為的4圓形區(qū)域內(nèi)，為半徑上的一點(diǎn)且=羋r點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且與平行.現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(chǎng)（不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用），其中粒子1從點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從點(diǎn)射出，粒子2從點(diǎn)沿射入，下列說(shuō)法正確的是（.粒子2一定從點(diǎn)射出磁場(chǎng).粒子2在、之

5、間某點(diǎn)射出磁場(chǎng).粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為：2.粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2：1答案：解析：兩帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的軌跡半徑是相同的，粒子1恰好從點(diǎn)射出，它們的軌跡半徑為，如圖，1是粒子1的軌跡圓心,2是粒子2的軌跡圓心，連接，=qoq2,因?yàn)?2,=所以2+22=則粒子2一定過(guò)點(diǎn),正確，錯(cuò)誤粒子1在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間1=4,而N2=45，所以2=8粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2：1,錯(cuò)誤，正確.05（2?；瞻霾浩谀┒噙x如圓心，分別為半徑和的中點(diǎn)圖所示/、為一個(gè)半圓形的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為，I、一點(diǎn)位于邊界圓弧上，且現(xiàn)有三IJI個(gè)相同的帶電粒子（不計(jì)重力以相同的速度

6、分別從、；、三點(diǎn)沿平行方向射入磁場(chǎng)，*1|其中由點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子1恰好從點(diǎn)射出:%J兩點(diǎn)射入的粒子2和粒子從磁場(chǎng)某處射出，則下列說(shuō)法正確的是（粒子2從點(diǎn)射出磁場(chǎng)粒子3從點(diǎn)射出磁場(chǎng)粒子1、2、vA/在磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為：2：粒子2、3經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角相同答案：解析：從點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子1恰好從點(diǎn)射出，可知帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑等于磁場(chǎng)的半徑，由點(diǎn)射入的粒子2的圓心為點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知該粒子從點(diǎn)射出，同理可知粒子從點(diǎn)射出，、正確；1、2、三個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角為9。、6。、6。,運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為：2：2,錯(cuò)誤，正確.r-o!:如圖所示在軸上方存在垂直于紙6.(2017安徽六校教育研究會(huì)第面向里

7、的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，軸下方存在垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$2的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為，電荷量為，從原點(diǎn)以與軸成e=30角斜向上射入磁場(chǎng)，且在軸上方運(yùn)動(dòng)半徑為(不計(jì)重力，則.粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)定能回到原點(diǎn).粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為匚*小.粒子在軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1：2.粒子第二次射入軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿軸方向前進(jìn)了3答案：解析：根據(jù)左手定則判斷可知，粒子在第一象限沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，而在第四象限沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，故不可能回到原點(diǎn)，故錯(cuò)誤.因第四象限中磁感應(yīng)強(qiáng)度為第一象限中的一半，故第四象限中的軌跡半徑為第一象限中軌跡半徑的2倍，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，負(fù)電荷在第一象限

8、軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為60，在第四象限軌跡所對(duì)應(yīng)的60n圓心角也為60,在一個(gè)周期內(nèi),粒子在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1=360=-；同理，在第四象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2=360T=1.牛=2匚；完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2+2=匚，故正確.由=一,知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與成反比，則粒子在軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1：2,故正確.根據(jù)幾何知識(shí)得：粒子第二次射入軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿軸前進(jìn)的距離為=+2=3,故正確.Sxxxxx鄭乂xx瓢*&xxx7.(2017江蘇南京、鹽城一模;如圖面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為=0.2T、在以,勺圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙.為圓的兩條半徑，夾角為7.(2017江蘇南

9、京、鹽城一模;如圖面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為=0.2T、在以,勺圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙.為圓的兩條半徑，夾角為120.一個(gè)質(zhì)量為=3.2X10-26k質(zhì)量為=3.2X10-26k電荷量方向進(jìn)入磁場(chǎng)，最后以=1.0X101.6X10-1的粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，從圖中點(diǎn)沿的速度從點(diǎn)離開磁場(chǎng).不計(jì)粒子的重力.求：(1)加速電場(chǎng)的電壓；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)圓形有界磁場(chǎng)區(qū)域的半徑.答案：(1)1000V(2)1.0X10-6(3)0.0解析：(1)在加速電場(chǎng)中1=2,=2，U=1000V.(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期2n一,1n=1.0X10-663qB,2由一一可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌

10、跡半徑=mv=0.10m,圓形磁場(chǎng)的半徑為=tan300.058m.能力提升8.(2017甘肅一診多選如圖所示為“研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”的演示儀結(jié)構(gòu)圖若勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直且水平向右，電子速度的大小和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可分別由通過(guò)電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)，則下列說(shuō)法正確的是(.僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電.僅提高電子槍的加速電壓，電子束運(yùn)動(dòng)容變大的半徑將變大.僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變.僅提高電子槍的加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變答案：解析：電子經(jīng)電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理，得粒子運(yùn)動(dòng)的軌

11、跡半徑=mv=0.10m,圓形磁場(chǎng)的半徑為=tan300.058m.能力提升8.(2017甘肅一診多選如圖所示為“研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”的演示儀結(jié)構(gòu)圖若勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直且水平向右，電子速度的大小和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可分別由通過(guò)電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)，則下列說(shuō)法正確的是(.僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電.僅提高電子槍的加速電壓，電子束運(yùn)動(dòng)容變大的半徑將變大.僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變.僅提高電子槍的加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變答案：解析：電子經(jīng)電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理，得=1m2,進(jìn)

12、入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻2速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑=上，代入可得=1BJ-U選項(xiàng)錯(cuò)誤，正確；電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期=，與速度無(wú)關(guān)，與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，選項(xiàng)錯(cuò)誤，正確.(2017湖北孝感六校聯(lián)考如圖所示，中軸線將矩形區(qū)域分成上、下兩部分，上部分充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下部分充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小皆為.一質(zhì)量為m、帶電荷量為十的粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，速度與邊界的夾角e=30.邊長(zhǎng)為a,邊長(zhǎng)為8a,不計(jì)粒子重力._、XKXXXXXXX(1若要該粒子不從邊射出磁場(chǎng)，其速度最大是多少？XXXXXXXXXXXXXXXXX(2若從粒子從點(diǎn)射入磁場(chǎng)后開始計(jì)數(shù)則當(dāng)粒子第五次穿越線時(shí)恰好從點(diǎn)經(jīng)過(guò)射出磁場(chǎng)

13、，粒子運(yùn)動(dòng)的速度又是多少？答案：(1)ma(215m解析：(1設(shè)該粒子恰不從邊射出磁場(chǎng)時(shí)的軌跡半徑為，由幾何關(guān)系得mcos600解析：解得=a又由=解得最大速度=(2當(dāng)粒子第五次穿越線時(shí)恰好從點(diǎn)經(jīng)過(guò)射出磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系得5X2sin600，解得=89a15m2v又由=一，解得速度=85一.10.(2017重慶適應(yīng)性測(cè)試如圖所示，在圓心為的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).邊界上的一粒子源，向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射出質(zhì)量為、帶電荷量為(0的粒子，其速度大小均為，方向垂直于磁場(chǎng)且分布在右側(cè)a角的范圍內(nèi)(a為銳角.磁場(chǎng)區(qū)域的半徑獷，其左側(cè)有與平行的接收屏，不計(jì)帶電粒子所受解析：(1)根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可知粒子在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針方向做圓周、2v、v運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為，有=一，得=-可知，帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑與磁場(chǎng)區(qū)域半徑相等.沿射入磁場(chǎng)的粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的方向與入射方向之間的夾角為小，如圖1所示.2iDD口口I，圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為（2）設(shè)粒子入射方向與A0的夾角為31，粒子離開磁場(chǎng)的位置為A,iDD口口I，圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O.