2018年高考物理一轮复习 第九章 磁场 高考专项突破（十）带电粒子在磁场中的运动题课时作业

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1、高考专项突破（十）带电粒子在磁场中的运动题一、单项选择题1．(2017·江西南昌模拟)奥斯特在研究电流的磁效应实验时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，导线不通电时，小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，如图所示．现在导线中通有由南向北的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时N极指向(　　)A．北方　　　　　　　　B．西方C．西偏北方向D．北偏东方向解析：由安培定则可知，在小磁针位置通电导线产生的磁线方向由东向西，合磁场的方向指向西偏北的方向，小磁针静止时，N极所指的方向是该处合磁场的方向，C正确．答案：C2.(2017·福建三明期末)

2、如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现(　　)A．A环、B环均不转动B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止解析：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，所以A环顺时针转动，B环逆时针转动，二者相互靠拢，直至重合，故D正确．答案：D3.(2017·河南信阳质检)如图所示，由相同材料制成的半径为r的圆形硬质线圈放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈

3、平面与磁场垂直．若通以图示方向的电流，且已知从P端流入的总电流为I.则线圈受到的总磁场力的大小为(　　)A．0B．BIrC．2BIrD．2πBIr解析：线圈所受磁场力F＝2B··2r＝2BIr，C正确．答案：C4．(2017·浙江宁波期末考试)如图所示的平行板之间，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子(不计重力)射入后发生偏转的情况不同．这种器件能把具有特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。下列关于速度选择器的说法正确的是(　　)A．这个特定速度与粒子的质量有关B．这个特定速度与粒子的比荷有关C．从右向左以特定速

4、度射入的粒子有可能沿直线穿出速度选择器D．从左向右以特定速度射入的粒子才能沿直线穿出速度选择器解析：当带电粒子能从左向右匀速直线穿过时，电场力和洛伦兹力反向，且Eq＝qvB，解得v＝，该速度与粒子的质量和带电荷量无关，A、B错误；当粒子从右向左运动时，电场力和洛伦兹力的方向相同，粒子不可能沿直线穿过，C错误，D正确．答案：D5.(2017·福建漳州八校联考)如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形，∠EGF＝30°，已知磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．F处有一粒子源，沿FG方向发射出大量带正电荷q的同种粒子，粒子质量为m，粒子的初速度v0大小

5、可调，则下列说法正确的是(　　)A．若粒子能到达EG边界，则粒子速度越大，从F运动到EG边的时间越长B．v0取合适值，粒子可以到达E点C．能到达EF边界的所有粒子所用的时间均相等D．粒子从F运动到EG边所用的最长时间为解析：当粒子运动的轨迹与EG边相切于P时，根据几何关系得rtan30°＝EP，解得粒子的轨道半径r＝EP，当半径超过该值时，粒子会从EG边射出，速度越大，半径越大，回旋角越小(因为弦与EF夹角越大)，运动时间越短(周期与速度无关)，故A错误．当粒子速度v0＝时，粒子轨迹与EG相切，若粒子速度大于v0，粒子会从EG边射出，若粒子

6、速度小于v0，粒子会从EF边射出，无法到达E点，无论v0取何值，粒子都不可能到达E点，B错误．能从EF边出射的粒子都运动了半个周期，因为粒子的周期与速度无关，所以能到达EF边界的所有粒子所用的时间均相等，故C正确．当v0＝时，粒子轨迹与EG相切，此时运动到EG边回旋角最大，为150°，所用时间最长为t＝T＝，故D错误．答案：C6.(2017·江西赣州模拟)圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是(

7、　　)A．a粒子速率最小，在磁场中运动时间最长B．c粒子速率最大，在磁场中运动时间最长C．a粒子速度最小，在磁场中运动时间最短D．c粒子速率最小，在磁场中运动时间最短解析：在磁场中洛伦兹力提供带电粒子做圆周运动所需的向心力，则有qvB＝得R＝，由于B、q、m均相同，所以R与v成正比，因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大，由图可知a粒子的速率最小，c粒子的速率最大．粒子做匀速圆周运动的周期为T＝，由于B、q、m均相同，所以周期相同，则运动圆弧对应的圆心角越大，运动时间越长，由图知a粒子在磁场中运动的时间最长，c粒子的运动时间最短，故A正确．答

8、案：A二、多项选择题7．(2017·江西赣中南五校联考)如图所示，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、负离子(不计重力)，从O点以相同的速度先