【与名师对话】高考物理总复习8.2磁场对运动电荷的作用课时作业新人教版选修3-11.如右图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动解析：由于通电螺线管内存在匀强磁场，电子运动方向与磁感线平行，所以不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动．答案：C2．(2022·南京月考)一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )A．运动速度v和磁感应强度BB．磁感应强度B和运动周期TC．轨迹半径R和运动速度vD．轨迹半径R和磁感应强度B解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式和周期公式可判断出B正确．答案：B3.(2022·六安模拟)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块沿斜面下滑的速度变，但洛伦兹力大小不变C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上解析：由左手定则可判断出滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向下，选项C正确；滑块沿斜面下滑的速度变化，则洛伦兹力的大小变化，压力变化，滑块受到的摩擦力变化，选项A、B错误；滑块由静止释放，沿斜面下滑，随速度增大，摩擦力增大，最终在斜面上匀速运动，选项D错误．答案：C6\n4．(2022·南充联考)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的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达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＝可知，半径会减小，B对；越靠近两极，磁感应强度越大，半径越小，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：BC5.(2022·月考)一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个垂直纸面向里的匀强磁场，如右图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速度为v2.则下列论述正确的是( )A．s1>s2 B．t1>t2C．v1和v2大小相等D．v1和v2方向相同解析：当桌面右边存在磁场时，在小球下落过程中由左手定则知，带电小球受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上分量向上，因此小球水平方向存在加速度，竖直方向上加速度a<g，所以t1>t2，s1>s2，A、B对；又因为洛伦兹力不做功，C对；两次小球着地时方向不同，D错．答案：ABC6．“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果．月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如图所示是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是( )A．①②③④B．①④②③C．④③②①D．③④②①解析：由图可知带电粒子做圆周运动的半径r1<r2<r3<r4，根据带电粒子在匀强磁场中轨道半径公式r＝可得：B1>B2>B3>B4，故选项A正确．答案：A6\n7．(2022·河北五校联考)质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运动速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的大小为I.则下面说法中正确的是( )A．该带电粒子的比荷为＝B．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝C．当速率v增大时，环形电流的大小I保持不变D．当速率v增大时，运动周期T变小解析：在磁场中，由qvB＝，得＝，选项A错误；在磁场中运动周期T＝与速率无关，选项D错误；在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角θ＝·2π＝，选项B正确；电流定义I＝＝，与速率无关，选项C正确．答案：BC8.(2022·浙江六校期中)一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从A处进入长为d、宽为h的磁场区域如右图所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则( )A．电子在磁场中运动的时间为t＝B．电子在磁场中运动的时间为t＝C．洛伦兹力对电子做功是BevA·hD．电子在A、B两处的速度相同解析：电子在磁场中只受洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，认为运动时间为t＝是把电子的运动看成类平抛运动了，圆周运动时可用t＝来计算；洛伦兹力与电子的运动方向始终垂直，故一定不做功；速度是矢量，电子在A、B两点速度的大小相等，而方向并不相同．答案：B9．(2022·玉明中学月考)如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心，进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入．则下面判断错误的是( )A．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同6\nB．两电子在两磁场中运动的时间有可能相同C．进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场D．进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场解析：在磁场中洛伦兹力提供做圆周运动的向心力，由qvB＝得R＝，可知两电子运动半径相同，A正确．设圆形磁场的半径为r，当r＝R时，电子的速度v0＝，此时电子速度竖直向下穿出磁场，这时两电子的运动时间相同，B正确．当电子的速度v≠v0时，进入圆形磁场区域的电子运动轨迹所对应的圆心角小，先飞离磁场，C正确，D错误．故选D.答案：D10．(2022·襄阳市普通高中调研统一测试)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B＝k，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离．一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是( )A．小球先做加速运动后做减速运动B．小球一直做匀速直线运动C．小球对桌面的压力先减小后增大D．小球对桌面的压力一直在增大解析：由于电流大小相等，方向相同，所以两根连线的中点磁场刚好为零，从中点向两边移动磁场越来越强，左边的磁场垂直纸面向里，右边的磁场垂直纸面向外，在O点左边，洛伦兹力向上，并逐渐减小，所以压力增加，O点右边洛伦兹力向下，并逐渐增大，所以压力增加，D正确．由于水平面光滑，水平方向不受外力，故一直做匀速直线运动，B正确．答案：BD11．(2022·皖南八校高三第一次联考)如图所示，在平面直角坐标系xOy中，以(0，R)为圆心，半径为R的圆形区域内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度B方向垂直于xOy平面向里，一带正电粒子从O点沿y轴正方向以v0入射进场区，恰好做匀速直线运动，不计重力作用．(1)求电场强度E的大小和方向；(2)若仅仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度v0射入，经电场区的最右侧的P点射出，求粒子比荷q/m；(3)若仅仅撤去电场，带电粒子仍从O点沿y轴正方向入射，但速度大小为2v0，求粒子在磁场中的运动时间．解析：(1)由qv0B＝qE，解得E＝v0B.方向沿x轴正方向．(2)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，R＝v0t，R＝at2，qE＝ma，联立解得：q/m＝2v0/BR.6\n(3)由q·2v0B＝m，解得r＝＝R.带电粒子在磁场中运动四分之一周期，运动时间t＝＝.答案：(1)v0B 方向沿x轴正方向(2) (3)12．(2022·海南卷)如图，纸面内有E、F、G三点，∠GEF＝30°，∠EFG＝135°.空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出，其轨迹经过G点；再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出，其轨迹也经过G点，两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同，且经过G点时的速度方向也相同．已知点电荷a的质量为m，轨道半径为R，不计重力．求：(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间；(2)点电荷b的速度的大小．解析：(1)设点电荷a的速度大小为v，由牛顿第二定律得qvB＝m①由①式得 v＝②设点电荷a做圆周运动的周期为T，有T＝③O和O1分别是a和b的圆轨道的圆心．设a在磁场中偏转的角度为θ，由几何关系得 θ＝90°④故a从开始运动到经过G点所用的时间t为t＝⑤(2)设点电荷b的速度大小为v1，轨道半径为R1，b在磁场中偏转的角度为θ1，依题意有t＝＝⑥由⑥式得 v2＝⑦由于两轨道在G点相切，所以过G点的半径OG和O1G在同一直线上，由几何关系和题给条件得θ1＝60°⑧R1＝2R⑨6\n联立②④⑦⑧⑨式，解得 v1＝⑩答案：(1) (2)6
