高考物理总复习第27课磁场对运动电荷的作用练习

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1、第27课磁场对运动电荷的作用1．带电粒子在匀强磁场中做圆周运动a．应用左手定则判断带电粒子在磁场中的运动轨迹(1)(2015重庆理综，6分)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是(　　)A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹答案：D解析：射线在磁场中向右运动时，对于带正电荷的射线，根据左手定则可以判断它将向上偏转；对于带负电荷的射线，可以判断它将向下偏转；对于不带电的射线，不偏转。由此可

2、以判定a、b带正电，c、d带负电，故A项、B项、C项均错误，D项正确。b．根据qvB＝m求解带电粒子在磁场中的运动速度(2)(2013全国Ⅰ，6分)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)(　　)A.B.C.D.答案：B解析：由题意可知射入点与ab的距离为，则射入点与圆心的连线和竖直方向之间的夹角是30°

3、，粒子的偏转角是60°，即它的轨迹圆弧对应的圆心角是60°，所以入射点、出射点和圆心构成等边三角形，它的轨迹的半径与圆形磁场的半径相等，即r＝R，轨迹如图所示。根据洛伦兹力提供向心力，有qvB＝，解得v＝，故B项正确。c．利用t＝T求解带电粒子在磁场中的运动时间(3)(经典题，6分)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点射入磁场，不计重力。则粒子在磁场中的运动时间变为(　　)A.ΔtB．2Δt

4、C.ΔtD．3Δt答案：B解析：带电粒子运动的轨迹如图所示，设圆形磁场区域的半径为R，以速度v射入时，半径为r1＝。根据几何关系可知tan30°＝，解得r1＝R，运动时间为t＝T＝T＝Δt。以速度射入时，半径为r2＝，所以r2＝＝。设第二次射入时转过的圆心角为θ′，根据几何关系可知tan＝＝，所以θ＝120°。则第二次运动的时间为t′＝＝2Δt，故B项正确。2．带电粒子在磁场中运动的多解问题a．磁场方向(或粒子电性)不确定造成带电粒子偏转方向不确定形成多解(4)(多选)(经典题，6分)如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕

5、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T0答案：AD解析：在未加磁场时，根据牛顿第二定律和库仑定律，有＝。加磁场时，根据牛顿第二定律、库仑定律和洛伦兹力公式，若磁场方向指向纸里，－qvB＝mr，则T1＞T0。若磁场方向指向纸外，＋qv

6、B＝mr，则T2＜T0。故A项、D项均正确，B项、C项均错误。(5)(2017晋江模拟，12分)如图所示，第一象限范围内有垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m，电量大小为q的带电粒子在xOy平面内经原点O射入磁场中，初速度v0与x轴正方向夹角θ＝60°，求：①带电粒子从何处离开磁场？穿越磁场时运动方向发生的偏转角多大；②带电粒子在磁场中运动时间多长。答案：①若带电粒子带负电，在x轴上从距O点处离开磁场(3分)，穿越磁场时运动方向发生的偏转角为120°(1分)；若带电粒子带正电，在y轴上从距O点处离开磁场(3分)，穿越磁

7、场时运动方向发生的偏转角为60°(1分)　②若带电粒子带负电，在磁场中运动时间为(2分)；若带电粒子带正电，在磁场中运动时间为(2分)解析：①若带电粒子带负电，进入磁场后做匀速圆周运动，圆心为O1，粒子向x轴偏转，并从A点离开磁场，运动轨迹如图所示。运动方向发生的偏转角为θ1＝120°(1分)A点与O点的距离为x＝R(1分)根据洛伦兹力提供向心力，有qv0B＝m(1分)联立以上两式，解得x＝(1分)若带电粒子带正电，进入磁场后做匀速圆周运动，圆心为O2，粒子向y轴偏转，并从B点离开磁场，运动轨迹如图所示。运动方向发生的偏转角为θ2＝6

8、0°(1分)B点与O点的距离为y＝R＝(3分)②带电粒子运动一周所用的时间为T＝若粒子带负电，它从O到A所用的时间为t1＝T＝(2分)若粒子带正电，它从O到B所用的时间为t2＝T＝(2分)b．临界状态不唯一形成多解(6)