备考2019年高考物理一轮专题：第38讲磁场对运动电荷的...

更新时间：2018-11-08 浏览次数：315 类型：一轮复习

一、单选题

1. (2018·北京) 某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是（）

A . 磁场和电场的方向 B . 磁场和电场的强弱 C . 粒子的电性和电量 D . 粒子入射时的速度

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2. 带正电粒子(不计重力)沿纸面竖直向下飞入某磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图，则该区域的磁场方向是（）

A . 水平向右 B . 竖直向下 C . 水平向外 D . 水平向里

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3. 如图所示，边长为的L的正方形区域abcd中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里 $\text{[math]}$ 一带电粒子从ad边的中点M点以一定速度垂直于ad边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N点射出磁场 $\text{[math]}$ 忽略粒子受到的重力，下列说法中正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 该粒子带负电 B . 洛伦兹力对粒子做正功 C . 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 $\text{[math]}$ D . 如果仅使该粒子射入磁场的速度增大，粒子做圆周运动的半径也将变大

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4. 带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc所示.则该粒子（）

A . 带负电，运动方向a→b→c B . 带负电，运动方向c→b→a C . 带正电，运动方向a→b→c D . 带正电，运动方向c→b→a

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5. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R ，则粒子在磁场中的运动时间为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. 如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则它们在磁场中运动的时间之比为（）

A . 1：1：1 B . 1：2：3 C . 3：2：1 D . 1： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$

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7. 如图是三个从O点同时发出的正、负电子的运动轨迹，匀强磁场方向垂直纸面向里，可以判定（）

A . a、b是正电子，c是负电子，a、b、c同时回到O点 B . a、b是负电子，c是正电子，a首先回到O点 C . a、b是负电子，c是正电子，b首先回到O点 D . a、b是负电子，c是正电子，a、b、c同时回到O点

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8. (2018高二上·杭锦后旗期末) 如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）

A . a粒子动能最大 B . c粒子速率最大 C . c粒子在磁场中运动时间最长 D . 它们做圆周运动的周期T_a<T_b<T_c

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9. 如图所示，矩形区域MPQN长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，一质量为 $\text{[math]}$ 不计重力 $\text{[math]}$ 、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度 $\text{[math]}$ 水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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10. 如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN ，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示 $\text{[math]}$ 不计重力空气阻力，则下列说法中正确的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 甲带负电荷，乙带正电荷 B . 洛伦兹力对甲乙均做正功 C . 甲的速率大于乙的速率 D . 甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间

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11. 科学研究中经常利用磁场来改变带电粒子的运动状态 $\text{[math]}$ 现有两个速率相同的质子分别在磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中做匀速圆周运动 $\text{[math]}$ 已知 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 两质子所受洛仑兹力大小之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：2 B . 两质子加速度的大小之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1 C . 两质子运动的轨道半径之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1 D . 两质子运动的角速度之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1

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12. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m_a、m_b、m_c。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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13. (2017·静安模拟)
如图虚线上方有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度ω逆时针匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确反映线框转动一周感应电流随时间变化的图像是（）

A . B . C . D .

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14. 如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以速度 $\text{[math]}$ 从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，已知OC与OB成 $\text{[math]}$ 角 $\text{[math]}$ 现将该带电粒子的入射速度大小变为 $\text{[math]}$ ，仍从A点沿原方向射入磁场，结果发现粒子在磁场中的运动时间是2t ，则 $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 的多少倍？ $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 2 B . $\text{[math]}$ C . 3 D . $\text{[math]}$

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二、多选题

15. 关于洛伦兹力的特点下列说法正确的是(　　)

A . 洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向 B . 洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力 C . 当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力 D . 只要电荷放在磁场中，就一定受到洛伦兹力

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16. 带电粒子在匀强磁场中运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 与磁场方向相同 B . 与运动方向相同 C . 与运动方向垂直 D . 与磁场方向垂直

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17. 用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法（）

A . 将其磁感应强度增大为原来的2倍 B . 将其磁感应强度增大为原来的4倍 C . 将D形盒的半径增大为原来的2倍 D . 将D形盒的半径增大为原来的4倍

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18. 速度相同的一束粒子（不计重力）经过速度选择器后射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）

A . 这束带电粒子带正电 B . 速度选择器的P₁极板带负电 C . 能通过狭缝S₀的带电粒子的速率等于 $\text{[math]}$ D . 若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小

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三、综合题

19. 一个初速度为零的质子，经过电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，已知质子质量m ，电量q ，试求：
1. （1）质子进入磁场中的速度大小；
2. （2）质子在磁场中运动时受到的洛仑兹力的大小．
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20. 如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B₀；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB₀(常数λ>1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v₀从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)：
1. （1）粒子运动的时间；
2. （2）粒子与O点间的距离．
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21. (2018·海南) 如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力。求
1. （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
2. （2）粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。
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22. (2018·全国Ⅲ卷) 如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v₁ ，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求：
1. （1）磁场的磁感应强度大小；
2. （2）甲、乙两种离子的比荷之比。
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23. (2017高二下·玉田期末) 如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B₀；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB₀（常数λ＞1）．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子以速度v₀从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）
1. （1）粒子运动的时间；
2. （2）粒子与O点间的距离．
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24. (2017·大连模拟)
如图所示，平行板电容器两极板间电压为U，两板正着开有小孔S₁、S₂ ， S₂右侧存在一上下无界、宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场右边界与电容器极板平行．整个装置处于真空中，现从S₁处引入一个初速度为零、质量为m、电荷量为e的电子，电子经电场加速后从S₂孔进入磁场，且刚好未能从磁场右边界射出，不计电子重力，求：
1. （1）电子经电场进入磁场时的速度大小v；
2. （2）匀强磁场的磁感应强度的大小B．
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