带电粒子在磁场中的运动专题训练选择题Word文件下载.docx

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4：

6

IX

则以下判断正确的是

ix

iX

5、某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,

AB两个物块叠放在一起，并置于光滑

的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块•水平恒力F作用在物块B

上，使A、B一起由静止开始向左运动，在AB—起向左运动的过程中，以下关于AB受

力和运动的说法中正确的是（

D.两物体运动的加速度减小

6、如图所示，质量为m,电荷量为+q的带电粒子，以不同的初速度两次从0点垂直于磁感

N两点射出磁场，测得0M

线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从

0N=34,则下列说法中错误的是（

A、B、CD四个

7、月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱.探测器通过测量运动

电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：

下图是探测器在月球上

位置所探测到的电子运动轨迹的照片，设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方

向均与磁场方向垂直•则由照片可判断这四个位置中磁场最弱的是（

子速度为u，质量为m带电量为

&

如图所示，一个电子沿A0方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内。

若电

q,磁感应强度为B。

电子在磁场中偏转后从C点射出,

/AOC=120，下面结论正确的是（

9、圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B•一带电粒子（不计重力）以

某一初速度沿直径方向射入，穿过磁场的时间为t，速度方向偏转60。

.如图所示，根据上述

条件可求下列哪个物理量（）

A.带电粒子在磁场中运动的半径

B.带电粒子的初速度

C.带电粒子的荷质比

D.带电粒子的质量

的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（）

A.M带负电，N带正电B.M的速度率小于N的速率

C.洛伦兹力对MN做正功D.M的运行时间大于N的运行时间

11、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量和电荷量均相等的正、

负离子（不计重力）分别以相同速度沿与x轴成30。

角从原点射入磁场，则正、负离子在

磁场中（）

A.运动时间之比为1:

2

B.运动时间之比为2:

1

C.运动轨道半径不相等

D.重新回到边界的位置与O点的距离相等

12、如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向

的匀强磁场，磁感应强度大小为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射并沿某一直径

60。

，如图所示，根据上述条件可求下列哪几种物

方向飞出此区域时，速度方向偏转角为

理量（）

1带电粒子的比荷

2带电粒子在磁场中运动的周期

3带电粒子在磁场中运动的半径

4带电粒子的初速度.

A.①②B.①③C.②③D.③④

如果这束正离子束

13、如图混合正离子束先后通过正交电场磁场区域i和匀强磁场区域n.

在区域i中不偏转，进入区域n后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（

二、多项选择题

14、图所示，O点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为m电荷量为q的带正电的粒子,

它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内。

在直线x=a与x=2a之间存在垂直于xOy

平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，与y轴正方向成60°

角发射的粒子恰好垂直于磁

度之差增大

16、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分

析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为

电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,

进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点•不计粒子重力•下列说法正确的是（

中正确的是（

若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

C.

D.

若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子

质子第n次被加速前后的轨道半径之比为•.n1：

、、n

19、某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠

放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘•在ti=0时刻，

水平恒力F作用在物块B上，物块AB由静止开始做加速度相同的运动.在AB一起向左运动的过程中，以下说法正确的是

XXXXX

xxMZL_Xx

x_XX

20、如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，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

21、磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如图所示，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有

XXXX

D.流经R的电流强度为IBdVSg

gSRd

22、如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁

23、如图所示，一个质量为m电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入

上.下列说法正确的是（）

D.若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置

24、如图所示为一个质量为带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,

细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度vo向右运动直至处于平衡状态，则

圆环克服摩擦力做的功可能为

A.0B.1mVoC

32mg2q2B2

尹v2

22mg~2qb

25、在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B,且两者正

交；

有两个带电油滴，都能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示,

则两油滴一定相同的

是（）

A.带电性质B.运动周期

C.运动半径D.运动速率

26、如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab

运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m电量为e,磁场的磁感应强度为B,ab的弧长

为s,则该电子在磁场中运动的时间为（

A.t=d/v

B.t=s/v

C.t

m.2dh

arcsin—2

eBd2h2

D.t

m2dh

arccos-

参考答案

1、【答案】B

【解析】

试题分析：

高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转”不同的晞场，所受到的洛伦兹力犬小不一，而盘场在南、北两极最强赤道时近最弱，则地盘场对垂直射向地理表面的宇宙射线的眉莒作用在南、北两极最弱，赤道附近最强，故B正确。

考点：

考查了洛伦兹力

2、【答案】C

【解析】洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，故A错误；

库仑发现了点电荷的相互

作用规律；

故B错误；

英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故选项C正确；

测出

万有引力常量的科学家是卡文迪许，故选项D错误。

物理学史

3、【答案】D

【解析】苜先对等离子f本进行动态分折；

开始时由左手定则判断正离子所受^伦茲力方向向上（员离子所受洛伦兹力方向向下）■则正离子向上扳Kft；

员禽子则向下板聚集，两板间产生了电势差』即金属板变为一电源』且上板两正极下板为员扌d所以通过用电器的电渣方向从ASJb,故AB错误$此后的正禽子除受到向上的洛伦兹力/外还壹到向下的电场力丹最终阴力达到帝虬艮陽终等离子体舟匀速通过磁场区

域J因鬥炖F==?

解得E=B<

M所決电动势E与速度¥

及磁场B成正比7所以若

aa

只减小喷入粒子的速度，发电机的电动势攝小，选顷G错误,若只増大晞场」发电机的电动势增大，D正确.故选

带电粒子在磁场中的运动

4、【答案】D

【解析】从c•点射出的粒子的半径i从e点射出的粒子半径満足；

（写阳—y,解得rE=bj从D点射出的粒子的半轻为吒=丄无根据弼=函艺,解得v^^ocr+故

32rm

刊：

啦：

旳=6：

4：

3,选项AB错误$从C点射出的粒子的偏转角为如』从E点射出的粒子的偏丰桶为12^5从Q点射出的粒子的偏转角为1紗,根据T二沁可知，粒子的运动周期相同，则

fi：

帀；

4罰：

12（丹I酗T：

也故选项口正臥C错误i故选D

带电粒子在匀强磁场中的运动

5、【答案】B

【解析】/带正电,在问左运动的过程中丿更U的洛11仑兹力的方向问卩所以对理的庇力变丸砂從面的压力变大，所以血错误』A.E两物块间浚有相对的滑动，是静摩扌初』由于占与地面之间没有摩撷力的作用，所以腼受到的合力不变，抽速度大小不更血之间的摩揀力不更'

所以.B正确，CD钳侯$

牛顿第二定律；

共点力平衡的条件及其应用；

洛仑兹力

6、【答案】D

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

qvBm—

R

解得：

RmVv,周期：

T乙冬=;

故运动时间t1t2-m;

故A正确；

qBvqB2qB

由于轨道半径之比为3:

4，故弧长之比为3:

4，即路程之比为3:

4，故B正确；

由于

mv

Rv,由于轨道半径之比为3：

4，故速度之比为3:

4;

由于洛伦兹力F=qvB*v,

qB

故洛伦兹力之比为3：

4;

故C正确，D错误；

本题选错误的，故选Do

7、【答案】D

电子在月球眩场中做匀速圓周运动的半径为^=—,m.q、*相同，则半径『与碗感应强度B

咸反比-由團看出，D照片中电子轨迹半径最犬，则镒感应强度B最小』即52场最弱.故D正确.故选D

带电粒子在磁场中的运动&

【答案】B

由Bqvm—，可得:

r

r由图可知电子在磁场中转过的圆心角为60°

对AOC分析可知，半径R一r一—3mV，故B正确，ACD错误.故选B.

9、【答案】C

带电粒子沿半径方向入射』经过磁场偏转刖后又沿半径方向出射，从而画出圆弧对应弼玄，确定园弧的圆心，算出园心角.再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比，但由于不知圆形甬场的半轻，则无法求出轨遭圆弧的半径，故人错误；

带电粒子沿半径方AAlt经过磁场偏薛別。

后又沿半径方向岀射'

从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角.再t艮据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.但由于不知圆形磁场的半径，则无法求出轨道圆弧的半径，所以

也不能算出粒子的初速度，故B错误；

带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏转60°

后又

沿半径方向出射，从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角.再根据运动的时

间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.故C正确；

带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏

转60°

后又沿半径方向出射，从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角.再

根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比.由于不知带电粒子的电量，所以粒子

的质量也无法知道•故D错误；

故选C.

10、【答案】A

由左手走则判断出阀带正电荷，M芾员电荷，故A正确；

粒子在晞场中运动，洛伦兹力提供向

3诚=宀半轻为：

尸笃,在馬量与电量相同的ti况下_«

半轻大说明速率大』即胡的連度率大rqB

于N的速率.B错i島洛伦兹力始终与速度的方向垂直，不做功a故C正确；

粒子在磁场中运动半周，即

时间为周期的一半，而周期为T=—fM的运行时间等于N的运行时间』故D韬误.故迭扎

11、【答案】B

试題分析：

一对质量和电荷量均相等的E员离子（不计重力）分别以相同速度沿与囂轴成3胪角从原点射入躡场，由半1捡式可得左=竺它们的半径相等，周期也相等•由于它们在盅场中运动的圆弧长度不一，所汉它们的运动圆心甬不等.因此它们在盛场中运动时间不一.正高子进入曉场后，在浴伦兹力作用下向上偏轻，而员高子在洛伦兹力作用下向下偏轻.正离子S抄入射，则凰弧对应的81心角为1刘'

而员鳶子以抄人射，则圆弧对应的圆心角为抄，所以正离子运动时间是负离子A寸间的2倍.故負错误5正离子进入磁场后，在洛伦兹力作用下叵］上僻专，而负离子在洛伦兹力作用T问下偏转.正离子以研入射，则圆弧対应的囲卜甬対i2（r,而员离子以d（r■入射，则廈弧对应的匾心角为対\所洪正离子运动甘间是员离子时间的2倍■故B正确;

由半径公式可得J?

二筝它们的磁场、电量及质量均相同，所以它们的半抽瞎•故

G错误［正离子进入磁场后』在洛伦兹力作用尸冋上傭转，而员离子在洛伦兹力作用下向下偏转・正离子以.斫入射，则圜弧对应的圆心角为LMF,而员离子以30°

入射，则區1弧対应的圈心角为eo\它们的圍心角不等，则所对应的弦也不等』即重新回到边界的位署与。

点的距离不+瞎，故D错误$故选氐

12、【答案】A

设圆柱形■区域的横截面半径为艮，芾电粒子（不计重力）及某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域BW间为X则:

2K=vt①

在该区域初沿轴线垂直紙面向外方向的匀世蛊场，带电粒子仍以丽初速度沿战面晝径入射并沿某一直径方向飞出此区域时，速度万向偏转角为妙，画出运动轨迹：

vqvBm一

结合几何关系，有：

r=Rtan60°

=3R②

周期：

T

;

④

解得:

m

粒子的周期：

3t因为初速度无法求出，则无法求出轨道

q

2B

半径,

故①②正确，③④错误；

故选

A。

粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有:

③

13、【答案】AD

在正交的电磁场区域中‘正离子不偏铐，说明离子受力平衡，在此区域I中|离子受电场力和洛伦玆力，由刖ME,得,可知这些正离子具有相同的速度』述入只有匀遂磁场的区域II时，偏转半径相同，由J?

=—和—1可知，R=吗这些正离子具有相同的比荷与相同的速虧故选AD-

带电粒子在复合场及磁场中的运动

14、【答案】AC

【解析】画出粒子的运动轨迹，如图由几何團形可知轨迹的半径为R=好歹=2a?

由弼=碍,解得粒子的速變犬小为v=警，A

正确jB错误$在晞场中的运动时间由圆心角欣定』所以与y轴正方向成120^射出的粒子在晞场中运动

的时间最长，所以.亡正确$D错误；

故选AG

带电粒子在匀强磁场中的运动。

15、【答案】BC

粒子向右偏縛，根拐左手左则知，粒子带员电.故A错冕粒子在盘场中运动的最大半彳砂

_3J+L根JS半彳空公式.得，粒子的最大速度g月产矜（女+£

）-故B正确.粒子

汕―2厂=血2^

在瞅扮4偏活前岸小半彳刃1_£

-料启丰21?

式柯性希T白棒丿.、谆启_qBL'

绷呆丈谅反

—r——vl=

™2gB槿加

话塢T越之恙山尸警』保持d和L林'

增大巧射出粒子的最大速虎与最小速度之羞增大.保持2m

九和B不变，増大L,射出粒子的最大速度和最小速度之差不变.故C正确，D错误.故选BC。

带电粒子在复合场中的运动

16、【答案】ABD

由左手定则可知，粒子带正电』而粒子在临间鞭加速，故人正确；

根抿电场力提供向心力*则有佔，又育电场力加速运动，则有^=1曲说，从而眸得:

刃，故R正确；

根据洛伦兹力

aE=——-U=——

孑卫22

提供向心力』则有：

脇说；

結合上式可知，眩=彩致，若T离子从静止幵始经过上述过

啊二一町孚

程都落在肢片上同一点说明运动的直径相同，宙于磁场，电场与静电分析器的半径不变，则该群寓子具有相同的比荷』故瑞犠，。

也¥

需」故选ABD

17、【答案】CD

试题分析；

带电粒子在盈场中向左偏蒔，根据左手定则，知该粒子芾正电.故A错误.所有打在內民上的

粒子」在磁场B■中散匀速圆周运动，运动的时间等干f,2阳“则m与带电粒子的比荷

^=—r=—t=—

2初彎R

有关•故B错误+粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平術，有；

旺-qvB则左+故C正

v=—

B

»

na

确.经过速度选择器进入晞场E的粒子逆圜捋，根据〜冷知，粒子打在Aj比上的位gfiftifiP,则半

彳越■山粒子的比荷越犬.故D正确.故选CD。

18、【答案】BD

压无关，故A错误；

若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运

行时间变短，故B正确；

若只将交变电压的周期变为2T,而质子在磁场中运动的周期不变,

则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C错误；

根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆

周运动，则有半径公式R=与nqU=-m\/，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比

Bq2

为•,m:

，不，故D正确，故选BD.

回旋加速器

19、【答案】CD

聲体受总畫力*拉力*洛伦兹力和支持力，合力为“根据牛顿第二定律，扌啦速度不变，整体做匀加速直线运动，所av=al.A所受的溥伦兹F^=qvB=<

iBat,知■洛伦兹力与B寸间成IE比，罡过原点的V倾斜直线故A钮昊.隔离对A分析，A所受的合方等于A的摩撷力;

则知A所受的静摩攥

力不变遨B错误・A对B的圧力等于B对A的支持力，N=EiAg<

xivB=mAg+QBar,N与I成一；

炬戲关系•故C正确.对整体井析，地面的支持力阴）压力与时间成一次函数关系.故D正确.故选GD*

洛伦兹力

20、【答案】ACD

试题分析=由左手定贝冋知J三个粒子都芾正电荷「选项AIE确；

粒子在晞场中做匀速圆周运动时，洛伦

兹力提供问心力，由牛顿第二定律得：

=解得：

r=—・由于三个芾电粒子的质量*电荷量rqB

均相同.在同一个坯场中，当速度越犬时、轨這半径越大，由團示可知，玄粒宁的轨道半径最小，粒子弋的

轨道半径最丈，则a囲立子速率最小』石粒子的速率最大』故B错误』粒子在磁场中做圆周运动的周期：

T=—f三个粒子底量和电荷量都相同,故周期相同，选项D正确』粒子在磁场中的运动时间^=—T?

17T

三粒子运动周期相同，由圉示可却「3在磁场中运动的偏转角最丈，对应时间最长”£

粒子在磁场中运动吋

间最短，故C正确；

故选ABD

21、【答案】AD

根抿左手定则，可知，正电荷向上偏，员电荷问F偏，则上板杲电源的正痙下板是电源的员

饶故矗正险根擔沖=蛭£

得电动势的大小为：

U=BdvP贝恢过R的电流为：

7=—=—,而d左+严盘+片

r=—,则电流夬4』二一^空-即两极梶间电势差为：

（7二圧二旦竺-凹.故AD1E确正画声gSR+dgSR+d

BC错误.故选AB.

左手定则，洛伦兹力

22、【答案】ABD

试題分析；

带负电的油滴在匀强協场B中做匀速聲疑动，受坚直向下的重力和竖直向上的阁仑兹力而平

脩，当E嗣小时，由可知洛伦兹力减卜姦力尢于洛伦兹力，直力f#J正功，故油滴动能增加但油

滴机橄龍不变，故AB正确』嵐场反向「洛伦兹力竖直向下，重力做正功，动能増加，重力势能顺小，故C

错毘DIE勦故选ABD。

23、【答案】AC

一12

带电粒子在加速电场中运动，由动能定理有：

eU=mv,得粒子进入磁场时的

则有：

v

evB=m—

mvm2eU1'

2mU2r2mv2m―亠

r=•所以周期T==，粒子在

BeBeYmBevvBeBe

磁场中运动的时间tTm.故B错误、C正确.若容器A中的粒子有初速度vo,则根

2Be

据动能定理eU=—mvz2-—mvo2,得粒子进入磁场时的速率v=J2eUv02.粒子在磁场

22Vm

'

中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有evB=mZ解得：

mvm2eU2

r=正Be：

mvo>

r.即若容器A中的粒子有初速度，则粒子打在照相底片上的不同的位置.故D错误.故选AG

带电粒子在电场及磁场中的运动

24、【答案】ABD

当qvoBm割寸*圆环不受支持力和麽搏力』摩換力做功为雲*故A正确.当吨时p圜环做被速运辦静止』只有摩擦尢］値功.根抿动竈定理得：

，得：

w丄刚⑺，故仔正确.当

22

<