2016届高考物理一轮复习 第9章 第2课 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动练习

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1、第二单元　磁场对运动电荷的作用第2课　洛伦兹力　带电粒子在匀强磁场中的运动1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力．2．洛伦兹力方向：用左手定则来判断．定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷的运动方向，这时拇指所指的方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．3．实质：通电导体所受的安培力是导体内所有运动电荷所受的洛伦兹力的合力．　当v⊥B时，f＝qvB；当v∥B时，f＝0.　当v＝0或v∥B时，洛伦兹力f＝0，粒子保持原状态，即静止或匀速直线运动．　当v⊥B时，f⊥B、f⊥v，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入

2、射速度v做匀速圆周运动，洛伦兹力f不做功．(1)洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m.(2)轨道半径公式：R＝．(3)周期：T＝＝．,　利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是(BC)A．粒子带正电B．射出粒子的最大速度为C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最

3、大速度与最小速度之差增大解析：由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，选项A错；根据洛伦兹力提供向心力qvB＝可得v＝，r越大v越大，由图可知r最大值为rmax＝，选项B正确；又r最小值为rmin＝，将r的最大值和最小值代入v＝，则有最大速度与最小速度之差为：vmax－vmin＝(－)＝∝B，选项C正确；vmax－vmin＝与L无关，故选项D错误．课时作业一、单项选择题1．现有质子(H)、氚核(H)和α粒子(He)由静止经过相同的加速电场后垂直进入同一匀强磁场，则它们的运动半径之比和周期之比为(C)A．1∶3∶2；1∶3∶4B．1∶2∶3；1∶1∶2C．1∶∶；1∶3

4、∶2D.∶∶1；3∶2∶1解析：根据动能定理Uq＝mv2得经过加速电场的末速度v＝，粒子垂直进入同一匀强磁场的运动半径r＝，得r＝∝，即半径之比为1∶∶；周期之比为T＝∝，即周期之比为1∶3∶2，选项C正确．2．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下．磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．试管在水平拉力F作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出．关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是(C)A．小球带负电B．洛伦兹力对小球做正功C．小球运动的轨迹是一条抛物线D．维持试管匀速运动的拉力F应保持恒定解析：小球随管有向右的速度，受沿管指向

5、管口的洛伦兹力，根据左手定则知小球带正电，选项A错误；洛伦兹力的大小F洛＝Bqv右不变，即小球沿管纵向做匀加速运动，因而其轨迹是抛物线，选项C正确；小球沿管纵向的速度对应的F洛′＝Bqvy，大小增大，方向与力F方向相反，因此，小球对管壁有水平向左的弹力N，有F＝N＝F洛′，选项D错误．3．如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(B)A.　　　　　　　B.C.D.解析：粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由周期公式T＝知，粒子从O点进入磁场到

6、再一次通过O点的时间t＝＋＝，所以B选项正确．4．比荷为的电子以速度v0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(B)A．B>B．B

7、重力、质量m＝3×10－7kg、电荷量q＝2×10－3C的带电粒子以速度v＝5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则(D)A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C．从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边D．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边解析：带电粒子进入磁场只受到洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，在磁场中的轨迹是圆周的一部分，且轨道半径大小为R＝＝＝0.3m，又知道aO＝ab＝0.3m，正好等于粒子做圆周运动的半径，而粒子