2021高考人教版物理一轮复习课时作业:第9章 第2讲 磁场对运动电荷的作用 (含解析)

发布时间 : 星期一 文章2021高考人教版物理一轮复习课时作业:第9章 第2讲 磁场对运动电荷的作用 (含解析)更新完毕开始阅读

正电,由乙粒子从ad边的中点离开磁场可知,乙粒子向下偏转,所以乙粒子带负电,A错误;设正方形abcd的边长为L,由几何关系可知R甲=2L,乙粒子在磁LL

场中偏转时所对应的弦的弦切角为60°,弦长为2,所以2=2R乙sin60°,解得R乙v2312q2B2r2

=6L,根据qvB=mr,有Ek=2mv=2m,所以甲粒子的动能是乙粒子动能F甲v2qBrq2B2r

的24倍,B错误;由公式qvB=mr可知,v=m,所以F洛=qvB=m,解得

F乙=23,C正确;由几何关系可知,甲粒子运动轨迹所对的圆心角为30°,乙粒子α2πm运动轨迹所对的圆心角为120°,根据公式t=360°T和T=qB可知,甲粒子在磁场1

中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的4,D正确。

11.(2019·江西新余四校高三第二次联考)如图所示,xOy平面的一、二、三象限内存在磁感应强度B=1 T,方向垂直纸面向外的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9 m,M点为x轴正方向上一点,OM=3 m。现有一q

个比荷大小为m=1.0 C/kg,可视为质点带正电的小球(重力不计),从挡板下端N处小孔以不同的速度沿x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,小球最后能经过M点,则小球射入的速度大小可能是( )

A.3 m/s C.4 m/s 答案 ABD

解析 由题意,小球运动的圆心的位置一定在y轴上,所以小球做圆周运动的半径r一定要大于等于3 m,而ON=9 m<3r,所以小球最多与挡板ON碰撞一次,碰撞后,第二个圆心的位置在O点的上方。也可能小球与挡板ON没有碰撞,v2qBr

直接过M点。由于洛伦兹力提供向心力,所以:qvB=mr,解得v=m ①,若小球与挡板ON碰撞一次,则轨迹可能如图甲,设OO′=s,由几何关系得:r2=OM2+s2=9+s2 ②,3r-9=s ③,联立②③得:r1=3 m;r2=3.75 m,分别代入①式解得v1=3 m/s,v2=3.75 m/s。故A、B正确。若小球没有与挡板ON碰撞,

2

则轨迹如图乙,设OO′=x,由几何关系得:r3=OM2+x2=9+x2 ④,x=9-r3

B.3.75 m/s D.5 m/s

⑤,联立④⑤得:r3=5 m,代入①解得v3=5 m/s,故D正确。

12.如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,直角边bc的长度为L。三个相同的带正电粒子从b点沿bc方向分别以速率v1、v2、v3射入磁场,在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3,且t1∶t2∶t3=3∶3∶2。不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )

A.粒子的速率关系一定是v1=v2

C.粒子的比荷为m=Bt 2

3v3q

D.粒子的比荷为m=2BL 答案 BD

解析 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力知,qvB=v2mv

mR,解得R=qB,设带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹所对的圆心角为θ,则运θRmθ

动时间t=v=qB,即运动时间t与运动轨迹所对的圆心角θ成正比,可知带电粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角θ1∶θ2∶θ3=t1∶t2∶t3=3∶3∶2,分析可知速率为v1和v2的粒子从ab边射出,轨迹所对的圆心角相同,速率为v3的粒子从ac边射出,故v3较大,v1和v2的大小关系可能为v1>v2、v1=v2或v1

B正确;从ab边射出的粒子的运动轨迹所对的圆心角为2,其时间t2=t1=2qB,qππ

粒子比荷为m=2Bt,C错误;根据θ1∶θ2∶θ3=3∶3∶2,θ1=θ2=2知,速率为v3

2π23

的粒子的运动轨迹所对的圆心角为3,由几何关系可得R3cos30°=L,解得R3=3mv33v3q

L,代入R3=qB,解得粒子比荷m=2BL,D正确。

二、非选择题(本题共2小题,共28分)

13.(13分)半径为a的圆内圆心处有一带正电粒子,t=0时朝某方向以速率v向外运动,粒子比荷为k,圆外有垂直圆平面向里的环形磁场,如图所示,磁感应v

强度大小为B=ka,如果粒子恰好不能穿过环形磁场。求:

联系合同范文客服:xxxxx#qq.com(#替换为@)