新课标2020版高考物理二轮复习专题三第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动精练含解.pdf

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1、磁场及带电粒子在磁场中的运动(45分钟)[刷基础]1．(多选)(2019·湖南株洲高三年级教学检测)如图所示，一个均匀带电的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其圆心的水平轴高速转动．当它不动时，放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态，当橡胶圆盘高速旋转时，小磁针的N极向右偏转，则可能是()A．橡胶圆盘带负电，从左向右看逆时针旋转B．橡胶圆盘带负电，从左向右看顺时针旋转C．橡胶圆盘带正电，从左向右看逆时针旋转D．橡胶圆盘带正电，从左向右看顺时针旋转解析：若橡胶圆盘带负电，从左向右看逆时针旋转，则橡胶圆盘

2、形成的电流方向与旋转方向相反，再由右手螺旋定则可知磁极的方向为左端S极，右端N极，因此小磁针N应沿轴线向右，即向右偏转，故A正确，同理，B错误；若橡胶圆盘带正电，从左向右看逆时针旋转，则橡胶圆盘形成的电流方向与旋转方向相同，再由右手螺旋定则可知磁极的方向为左端N极，右端S极，因此小磁针N极沿轴线向左，即向左偏转，故C错误；同理，D正确．答案：AD2．(2019·安徽安庆高三上学期期末)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁

3、场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的()A．线速度大小减小，角速度减小B．向心加速度大小变小，周期变小C．轨道半径增大，洛伦兹力大小增大D．轨道半径增大，角速度减小解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律v2mv有qvB＝m，解得r＝，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，B减小，所以r增大．线rqB速度、角速度的关系为v＝ωr，由于洛伦兹力不做功，所以线速度v不变，半径r增大，所v2以角速度减小；由公式f＝qvB可知，洛伦兹力大小减小，由公式a＝可知，由于半径增

4、洛nr2π大，所以向心加速度大小减小，由公式T＝可知，由于角速度减小，所以周期变大．ω答案：D3．(多选)如图所示，质量是M、长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是()MgtanθA．大小为，方向垂直斜面向上ILMgsinθB．大小为，方向垂直纸面向里ILMgC．大小为，方向水平向右ILMgD．大小为，方向沿斜面向下ILMgtanθ解析：当B的大小为，方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向上，大小为M

5、gtanILθ，而重力和支持力的合力等于Mgsinθ且小于安培力，所以导线沿斜面往上运动，故A错误．当B的方向垂直纸面向里时，与电流方向平行，导线不受安培力作用，而绳的拉力、重Mg力和支持力可以满足平衡条件，故B正确．当B的大小为时，若方向水平向右，则安培力IL竖直向上，重力和安培力平衡，导线不受支持力和拉力；若方向沿斜面向下，则安培力垂直斜面向上，大小为Mg，沿斜面方向分解重力，因为Mg>Mgcosθ，所以导线要离开斜面，故C正确，D错误．答案：BC4．(2019·高考北京卷)如图所示，正方形

6、区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在b点速率大于在a点速率C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短解析：由左手定则知，粒子带负电，A错；由于洛伦兹力不做功，粒子速率不变，B错；mvmv由R＝，若仅减小磁感应强度B，R变大，则粒子可能从b点右侧射出，C对；由R＝，若qBqBθ2πm仅减小入射速率v，则R变小，粒子在磁场中的偏转角θ变大，由t＝T，T＝知，运2π

7、qB动时间变长，D错．答案：C5．(多选)(2019·湖北武汉高三4月调研)如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B.一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为q(q>0)的同种粒子，所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab＝L，则粒子的速度可能是()3BqL3BqLA.B.6m3m3BqL3BqLC.D.2mm解析：由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示，所有

8、圆弧的圆心3L角均为120°，所以粒子运动的半径为r＝·(n＝1,2,3，…)，由洛3nv2Bqr3BqL1伦兹力提供向心力得Bqv＝m，则v＝＝·(n＝1,2,3，…)，rm3mn所以A、B对．答案：AB6.如图所示，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v，不考虑粒子的重力及相0互间的作用，要使粒子都会聚到一点，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mv1L度可以是(其中B＝0，A、C、D选项中曲线均为半径是L的圆