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(mvqB)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＝宽ab＝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(mvqB)＝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(14)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(mvqB)v＝eq\f(qBrm)＝γBr＝2eq\r(2)×106meq\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(mvBe)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所以D选项正确．【答案】AD6．(2009·临沂模拟)如图所示在一矩形区域内不加磁场时不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入穿过此