2011年高考物理 磁场对运动电荷的作用练习.doc

2011年高考物理磁场对运动电荷的作用练习一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．一个长直螺线管中，通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿如图所示的管轴线方向射入管中，则粒子将在管中()A．做匀速圆周运动B．沿轴线来回振动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动【解析】错选A的同学在潜意识里将带电粒子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动迁移过来，导致了错误．错选B的同学认为，螺线管中接的是交变电流，所以管中的磁感线方向交替发生变化，带电粒子受力也交替发生变化，而选B.错选C的同学是因误认为带电粒子在匀强电场当中受力而运动．本题答案D.【答案】D2．极光是来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动形成的，如图所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极地区偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关()A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力对粒子做负功，使其动能减小C．南北两极的磁感应强度增强D．太阳对粒子的引力做负功【解析】洛伦兹力对粒子不做功，A错；高能粒子在运动过程中克服空气阻力做功，速度减小，由r＝eq\f(mv,qB)可知，半径会减小，B对；越靠近两极，磁感应强度越大，C对；地球对粒子的引力远大于太阳的引力，而实际上v还是减小的，D错．【答案】BC3．(2007·四川理综)如图所示，长方形abcd长ad＝0.6m，宽ab＝0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25T.一群不计重力、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()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】带电粒子在磁场中运动的半径r＝eq\f(mv,qB)＝0.3m，若abcd内充满磁场，则从O点射入时，将从b点射出．现在没充满，则从be边射出，所以从Od边入射的粒子只能从be边射出；从aO边入射的粒子，出射点分布在ab边和be边，故D项正确．【答案】D4．(2008·福建泉州质检)如图是某离子速度选择器的示意图，在一半径为R＝10cm的圆柱形桶内有B＝10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔．离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出．现有一离子源发射比荷为γ＝2×1011C/kg的阳离子，离子束中速度分布连续．当角θ＝45°时，出射离子速度v的大小是()A.eq\r(2)×106m/sB．2eq\r(2)×106m/sC．2eq\r(2)×108m/sD．4eq\r(2)×106m/s【解析】由题意，离子从入射孔以45°角射入匀强磁场，离子在匀强磁场中做匀速圆周运动．能够从出射孔射出的离子刚好在磁场中运动eq\f(1,4)周期，如图所示，由几何关系可知离子运动的轨道半径r＝eq\r(2)R，又r＝eq\f(mv,qB)，v＝eq\f(qBr,m)＝γBr＝2eq\r(2)×106m/s.出射离子的速度大小为2eq\r(2)×106m/s，选项B正确．【答案】B5．如图所示，两个横截面分别为圆和正方形但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子分别以相同的速度飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场区域的速度方向对准了圆心，进入正方形磁场区域的方向是沿一边的中点且垂直于边界线，则下面判断正确的是()A．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B．两电子在磁场中运动时间一定不相同C．进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D．进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞出磁场【解析】因为两电子在磁场中运动时，其轨道半径均为r＝eq\f(mv,Be)，所以A选项正确；为了方便比较两电子在磁场中的运动时间，可以将圆形磁场和正方形磁场重叠起来，电子的运动轨迹可能是图中的三条轨迹中的一条，所以两电子在磁场中的运动时间可能相同，在圆形磁场中运动的电子的运动时间可能小于在正方形磁场中运动的时间，