2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練27 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力(含解析).doc
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磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019江蘇省東臺(tái)創(chuàng)新學(xué)校調(diào)研](多選)以下說法正確的是( ) A.電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力 B.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力 C.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功 D.洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和速度大小 答案:AC 解析:電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力,故A項(xiàng)正確;運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)平行時(shí),運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功,故C項(xiàng)正確;洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功,由動(dòng)能定理得,洛倫茲力不能改變運(yùn)動(dòng)電荷的動(dòng)能,即洛倫茲力不能改變速度的大小,只能改變速度的方向,故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 2. [2019四川省成都九校聯(lián)考]1931年,著名的英國(guó)物理學(xué)家狄拉克認(rèn)為,既然電有基本電荷——電子存在,磁也應(yīng)有基本磁荷——磁單極子存在,這樣,電磁現(xiàn)象的完全對(duì)稱性就可以得到保證,他從理論上用極精美的數(shù)學(xué)物理公式預(yù)言,磁單極子是可以獨(dú)立存在的,其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布,類似于孤立的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線.以某一磁單極子N為原點(diǎn)建立如圖所示O—xyz坐標(biāo)系,z為豎直方向,則一帶電微粒可以在此空間做圓周運(yùn)動(dòng)的平面為( ) A.一定是z>0且平行于xOy的平面 B.一定是在xOy平面 C.一定是z<0且平行于xOy的平面 D.只要是過坐標(biāo)原點(diǎn)O的任意平面均可 答案:A 解析:在z>0的區(qū)域,磁場(chǎng)的方向是斜向上的圓錐形狀,帶電微粒若能在平行于xOy的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),所受的洛倫茲力方向?yàn)榇怪贝鸥芯€斜向上,重力豎直向下,合力的方向水平指向z軸,故可滿足做圓周運(yùn)動(dòng)的條件,故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 3.[2019江西省紅色七校聯(lián)考]如圖所示,三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為a,電流強(qiáng)度均為I,方向垂直紙面向里(已知電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=,其中k為常量).某時(shí)刻有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)正好經(jīng)過原點(diǎn)O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,則電子此時(shí)所受的洛倫茲力為( ) A.方向垂直紙面向里,大小為 B.方向指向x軸正方向,大小為 C.方向垂直紙面向里,大小為 D.方向指向x軸正方向,大小為 答案:A 解析:P、Q兩根導(dǎo)線到O點(diǎn)的距離相等,根據(jù)安培定則,兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,大小相等,所以最終磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于R在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,根據(jù)安培定則,磁場(chǎng)的方向沿x軸負(fù)方向,RO=a,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B==,根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向垂直紙面向里,大小F=evB=,故A正確. 4. [2019安徽省合肥質(zhì)檢](多選)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電粒子以某速度由圓周上A點(diǎn)沿與直徑AB成30角的方向垂直射入磁場(chǎng),其后從C點(diǎn)射出磁場(chǎng).已知CD為圓的直徑,∠BOC=60,E、F分別為劣弧AD和AC上的點(diǎn),粒子重力不計(jì),則下列說法正確的是( ) A.該粒子可能帶正電 B.粒子從C點(diǎn)射出時(shí)的速度方向一定垂直于直徑AB C.若僅將粒子的入射位置由A點(diǎn)改為E點(diǎn),則粒子仍從C點(diǎn)射出 D.若僅將粒子的入射位置由A點(diǎn)改為F點(diǎn),則粒子仍從C點(diǎn)射出 答案:BCD 解析:粒子由A點(diǎn)射入,C點(diǎn)射出,可確定洛倫茲力方向,由左手定則可知,粒子帶負(fù)電,A項(xiàng)錯(cuò)誤;軌跡圓弧關(guān)于磁場(chǎng)圓心與軌跡圓圓心連線對(duì)稱,所以粒子從C點(diǎn)射出時(shí)速度方向與DC夾角也是30,垂直于直徑AB,B項(xiàng)正確;軌跡圓半徑與磁場(chǎng)圓半徑相同,由磁聚焦原理可知,C、D項(xiàng)正確. 5.[2019山西省榆社中學(xué)診斷]如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì)).則下列說法正確的是( ) A.若θ一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短 B.若θ一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大 C.若v一定,θ越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短 D.若v一定,θ越大,則粒子在離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn) 答案:C 解析:畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,如圖所示.由幾何關(guān)系得:軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角α=2π-2θ,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T==,則得知:粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與v無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;若v一定,θ越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短,故C正確.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度ω=,又T=,則得ω=,與速度v無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;設(shè)粒子的軌跡半徑為r,則r=.AO=2rsinθ=,則若θ是銳角,θ越大,AO越大.若θ是鈍角,θ越大,AO越小.故D錯(cuò)誤;故選C. 6.[2019遼寧省大連模擬]如圖所示為研究某種帶電粒子的裝置示意圖,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直線射到熒光屏上的O點(diǎn),出現(xiàn)一個(gè)光斑.在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng),打在熒光屏上的P點(diǎn),然后在磁場(chǎng)區(qū)域再加一豎直向下,場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),光斑從P點(diǎn)又回到O點(diǎn),關(guān)于該粒子,下列說法正確的是( ) A.粒子帶負(fù)電 B.初速度為v= C.比荷為= D.比荷為= 答案:D 解析:垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,粒子束打在熒光屏上的P點(diǎn),根據(jù)左手定則可知,粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí),qvB=Eq,解得v=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中時(shí),由qvB=m,可得==,故選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤;故選D. 7. [2019貴州省貴陽(yáng)市摸底](多選)如圖所示,在xOy平面內(nèi)的0≤x≤l,0≤y≤l區(qū)域僅存在垂直于xOy平面(紙面)向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B),或僅存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(電場(chǎng)強(qiáng)度大小設(shè)為E)時(shí),質(zhì)量為m、帶電荷量為e的質(zhì)子以速率v從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū),均能通過P(l,l)點(diǎn),不計(jì)質(zhì)子的重力,則( ) A.B= B.B= C.E= D.E= 答案:BD 解析:若僅存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系可知,質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為l,又evB=m,解得B=,B項(xiàng)正確,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若僅存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),則質(zhì)子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),l=vt,l=at2,a=,聯(lián)立解得E=,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 8.[2019黑龍江省哈爾濱六中模擬]在光滑水平地面上水平放置著足夠長(zhǎng)的質(zhì)量為M的木板,其上放置著質(zhì)量為m、帶正電的物塊(電荷量保持不變),兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,且M>m.空間存在足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),某時(shí)刻開始它們以大小相等的速度相向運(yùn)動(dòng),如圖,取向右為正方向,則下列圖象可能正確反映它們以后運(yùn)動(dòng)的是( ) 答案:B 解析:對(duì)物塊分析可知其受重力、支持力、洛倫茲力和摩擦力作用,由左手定則可知,洛倫茲力方向向上;水平方向受摩擦力作用而做減速運(yùn)動(dòng);則由F=Bqv可知,洛倫茲力減小,故m對(duì)M的壓力增大,摩擦力增大,故m的加速度越來(lái)越大;同時(shí)M受m向右的摩擦力作用,M也做減速運(yùn)動(dòng);因摩擦力增大,故M的加速度也越來(lái)越大;v—t圖象中圖線斜率的絕對(duì)值表示加速度大小,則可知v—t圖象中對(duì)應(yīng)的圖線應(yīng)為曲線;對(duì)M、m組成的系統(tǒng)分析可知,系統(tǒng)所受外力之和為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,最終木板和物塊速度一定相同,則有mv0-Mv0=(M+m)v,因M>m,故最終速度一定為負(fù)值,說明最終木板和物塊均向左做勻速運(yùn)動(dòng),則B正確. 9. [2019貴州省畢節(jié)梁才學(xué)校檢測(cè)](多選)如圖所示,空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿,它與水平面的夾角為θ,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上,從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在小球以后的運(yùn)動(dòng)過程中,下列說法正確的是( ) A.小球下滑的最大速度為vm= B.小球下滑的最大加速度為am=gsinθ C.小球的加速度一直在減小 D.小球的速度先增大后不變 答案:BD 解析:小球開始下滑時(shí)有mgsinθ-μ(mgcosθ-qvB)=ma,隨著v增大,a增大,當(dāng)v0=時(shí),a達(dá)到最大值即am=gsinθ,此時(shí)洛倫茲力大小等于mgcosθ,支持力為0,此后隨著速度增大,洛倫茲力增大,支持力增大,此后下滑過程中有,mgsinθ-μ(qvB-mgcosθ)=ma,隨著v增大,a減小,當(dāng)vm=時(shí),a=0,此時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),速度不變.所以整個(gè)過程中,v先增大后不變,a先增大后減小,所以B、D正確. 10.[2019湖北省武漢調(diào)研](多選)如圖(a)所示,在半徑為R的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng),其變化規(guī)律如圖(b)所示.薄擋板MN兩端點(diǎn)恰在圓周上,且MN所對(duì)的圓心角為120.在t=0時(shí),一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),再沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在B點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回(碰撞時(shí)間不計(jì),電荷量不變),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)中所示.粒子的重力不計(jì),不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng),下列說法正確的是( ) A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 B.圖(b)中B0= C.圖(b)中T0= D.若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射,偏轉(zhuǎn)、碰撞后,仍可返回A點(diǎn) 答案:BC 解析:根據(jù)題述一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,qvB0=m,且r=,可得B0=,選項(xiàng)B正確;帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T==,帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O所需時(shí)間t=,所以題圖(b)中T0=t+T=+=,選項(xiàng)C正確;若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,根據(jù)左手定則知粒子將向下偏轉(zhuǎn)與擋板MN碰撞后運(yùn)動(dòng)圓周,再與擋板B碰撞后運(yùn)動(dòng)一段圓弧后射出場(chǎng)區(qū),不能返回A點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 11.[2019湖南省益陽(yáng)市、湘潭市調(diào)研](多選)如圖所示,兩個(gè)相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,軌道兩端在同一高度上,兩個(gè)相同的帶正電小球a、b同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,且在運(yùn)動(dòng)中始終能沿軌道通過各自軌道的最低點(diǎn)M、N,則( ) A.兩小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小不可能有vN=vM B.兩小球都能到達(dá)軌道的最右端 C.小球a、b第一次同時(shí)到達(dá)最低點(diǎn) D.第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí),小球a對(duì)軌道的壓力小于小球b對(duì)軌道的壓力 答案:AD 解析:由于洛倫茲力不做功,電場(chǎng)力對(duì)帶電小球一定做負(fù)功,所以兩個(gè)小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度不可能有vN=vM,A正確;由機(jī)械能守恒定律知,小球b可以到達(dá)軌道的最右端,電場(chǎng)力對(duì)小球a做負(fù)功,故小球a不可能到達(dá)軌道的最右端,B錯(cuò)誤;第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,由于洛倫茲力對(duì)b不做功,而電場(chǎng)力一直對(duì)a做負(fù)功,因此a球的速率一直小于b球速率,故小球b第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)刻與小球a第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)刻不相同,C錯(cuò)誤;由于小球能到達(dá)最低點(diǎn),重力對(duì)小球a做正功,電場(chǎng)力對(duì)小球a做負(fù)功,由動(dòng)能定理得mgR-EqR=mv,又由牛頓第二定律得,F(xiàn)N1-mg=m,對(duì)小球b,洛倫茲力不做功,只有重力做正功,由機(jī)械能守恒定律得mgR=mv,小球b第一次通過最低點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得FN2-mg-qvB=m,由牛頓第三定律知,D正確. 12.[2019湖北省黃岡中學(xué)模擬](多選)如圖所示,下端封閉、上端開口、高h(yuǎn)=5 m的內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置,管底有質(zhì)量m=10 g、電荷量的絕對(duì)值|q|=0.2 C的小球,整個(gè)裝置以v=5 m/s的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),由于外力的作用,玻璃管在磁場(chǎng)中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出.g取10 m/s2.下列說法中正確的是( ) A.小球帶負(fù)電 B.小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1 s D.小球機(jī)械能的增加量為1 J 答案:BD 解析:由左手定則可知,小球帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;玻璃管在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),則小球在豎直方向所受的洛倫茲力恒定,則豎直方向加速度不變,即小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;小球在豎直方向的加速度a== m/s2=10 m/s2,在管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t== s=1 s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球到管口時(shí)豎直方向的速度v′=at=10 m/s,機(jī)械能的增加量ΔE=mgh+mv′2=1 J,選項(xiàng)D正確. 13. [2019四川省五校聯(lián)考](多選)如圖所示,在x>0,y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里,大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸成30角的方向射入磁場(chǎng).不計(jì)重力的影響,則下列說法正確的是( ) A.只要粒子的速率合適,粒子就可能通過坐標(biāo)原點(diǎn) B.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為 C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為 D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為 答案:BC 解析:帶正電粒子由P點(diǎn)沿與x軸成30角的方向入射,則粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在過P點(diǎn)且與速度方向垂直的方向上,粒子在磁場(chǎng)中要想到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn),轉(zhuǎn)過的圓心角肯定大于180,假設(shè)如圖所示,而因磁場(chǎng)有邊界,故粒子不可能通過坐標(biāo)原點(diǎn),A錯(cuò)誤;由于P點(diǎn)的位置不定,所以粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角也不同,最大的圓心角為圓弧與y軸相切時(shí),偏轉(zhuǎn)角度為300,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T=,根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,可知粒子的運(yùn)動(dòng)半徑無(wú)限大時(shí),對(duì)應(yīng)的最小圓心角也一定大于120,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t>T=,故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間范圍是- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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