（江苏专版）高考物理一轮复习 课时跟踪检测（二十七）磁场对运动电荷的作用（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

磁场对运动电荷的作用
对点训练：对洛伦兹力的理解
1．2015年3月3日，中国南极中山站站区上空出现绚丽的极光现象，持续时间超过数小时。极光现象是太阳活动增强时所发射的高能带电粒子流(太阳风)到达地球南北两极上空时“轰击”地球高层大气而产生的现象。假如高速电子流以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则电子流在进入地球周围的空间时，将()
A．向东偏转 B．向西偏转
C．向北偏转 D．竖直向下沿直线射向地面
解析：选B地磁场在赤道附近由南到北，电子带负电，由左手定则判断得电子将相对于预定点稍向西偏转，故B正确，A、C、D错误。
2.有一个电子射线管(阴极射线管)，放在一通电直导线的上方，发现射线的径迹如图所示，则此导线该如何放置，且电流的流向如何()
A．直导线如图所示位置放置，电流从A流向B
B．直导线如图所示位置放置，电流从B流向A
C．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸内
D．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸外
解析：选B电子射线管发出电子，为负电荷，从题图中可知电子向下偏转，即受到向下的洛伦兹力，根据左手定则可知电子处在垂直纸面向里的磁场中，根据右手螺旋定则可知导线按如图所示的位置放置，电流方向从B到A，B正确。
对点训练：带电粒子在匀强磁场中的运动
3.如图，虚线OP上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源O在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2，两个质子都过P点。已知OP＝a，质子1沿与OP成30°角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则()
A．质子1在磁场中运动的半径为eq\f(1,2)a
B．质子2在磁场中的运动周期为eq\f(2πa,v)
C．质子1在磁场中的运动时间为eq\f(2πa,3v)
D．质子2在磁场中的运动时间为eq\f(5πa,6v)

解析：选B由几何关系分别求出两质子做匀速圆周运动的半径分别为r1＝r2＝eq\f(\f(a,2),cos60°)＝a，故质子的运动周期为T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πa,v)，而两质子从O到P分别旋转60°和300°，时间分别为t1＝eq\f(1,6)T＝eq\f(1,6)×eq\f(2πa,v)＝eq\f(πa,3v)，t2＝eq\f(5,6)T＝eq\f(5πa,3v)，故B正确。
4.(2018·银川一中模拟)如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，AB是圆的直径。一带电粒子从A点射入磁场，速度大小为v、方向与AB成30°角时，恰好从B点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从A点沿AB方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为()
A.eq\f(\r(3),2)v B.eq\f(1,2)v
C.eq\f(2,3)v D.eq\f(3,2)v
解析：选A粒子在磁场中运动，运动的时间周期与粒子的速度的大小无关，分析粒子的运动的情况，可以判断第二个粒子的运动轨迹半径，即可根据牛顿第二定律求出速度大小。设圆形区域的半径为R。带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝meq\f(v2,r)，得r＝eq\f(mv,qB)，r∝v①；当粒子从B点飞出磁场时，入射速度与出射速度与AB的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°。根据几何知识得知：轨迹半径为r1＝2R②，当粒子从A点沿AB方向射入磁场时，经过磁场的时间也是t，说明轨迹对应的圆心角与第一种情况相等，也是60°。根据几何知识得，粒子的轨迹半径为r2＝eq\r(3)R③，则由①得：eq\f(v′,v)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(\r(3),2)，则得v′＝eq\f(\r(3),2)v，故A正确。

对点训练：带电粒子在匀强磁场中的多解问题
5．[多选]如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀强磁场，下列判断正确的是()
A．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长
B．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大
C．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹不一定重合
D．电子的速率不同，它们在磁场中运动的时间一定不相同
解析：选BC由周期公式T＝eq\f(2πm,qB)知，周期与电子的速率无关，由t＝eq\f(θ,2π)T知，电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹线所对应的圆心角θ越大，故A错误，B正确；由半径公式r＝eq\f(mv,qB)知，电子的速率越大，在磁场中的运动轨迹半径越大，电子在磁场中的运动周期相同，当它们在磁场中运动时间相同时，轨迹不一定重合，比如：轨迹3、4与5，它们的运动时间相同