課時作業(三十七) [第37講磁場對運動電荷的作用]
圖k37－1
1．[2011·珠海模擬] 帶電粒子進入雲室會使雲室中的氣體電離，從而顯示其運動軌跡．如圖k37－1所示是在有勻強磁場的雲室中觀察到的粒子的軌跡，a和b是軌跡上的兩點，勻強磁場b垂直紙面向裡．該粒子在運動時，其質量和電荷量不變，而動能逐漸減小，下列說法正確的是( )
①粒子先經過a點，再經過b點
②粒子先經過b點，再經過a點
③粒子帶負電
④粒子帶正電
a．①③ b．①④ c．②③ d．②④2.[2012·湖南模擬] 帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是( )
a．洛倫茲力對帶電粒子做功
b．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能
c．洛倫茲力的大小與速度無關
d．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向
3．如圖k37－2所示，在一矩形區域內不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此區域的時間為t.若該矩形區域內加上磁感應強度為b、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒子仍以原來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向60°.利用以上資料可求出( )
a．帶電粒子的質量
b．帶電粒子在磁場中運動的週期
c．帶電粒子的初速度
d．帶電粒子在磁場中運動的半徑
圖k37－2
圖k37－3
4．如圖k37－3所示，在豎直平面內放乙個光滑絕緣的半圓形軌道，水平方向的勻強磁場與半圓形軌道所在的平面垂直．乙個帶負電荷的小滑塊由靜止開始從半圓軌道的最高點m滑下到最右端，則下列說法中正確的是( )
a．滑塊經過最低點時的速度比磁場不存在時大
b．滑塊從m點到最低點的加速度比磁場不存在時小
c．滑塊經過最低點時對軌道的壓力比磁場不存在時小
d．滑塊從m點到最低點所用時間與磁場不存在時相等
5．[2011·鄭州模擬] 圓形區域內有垂直於紙面的勻強磁場，三個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c以不同的速率沿著ao方向對準圓心o射入磁場，其運動軌跡如圖k37－4所示．若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是( )
a．a粒子速率最大
b．c粒子速率最大
c．c粒子在磁場中運動的時間最長
d．它們做圓周運動的週期ta圖k37－4
圖k37－5
6．如圖k37－5所示，擺球帶負電荷的單擺在一勻強磁場中擺動，勻強磁場的方向垂直紙面向裡，擺球在ab間擺動過程中，由a擺到最低點c時，擺線拉力的大小為f1，擺球加速度大小為a1；由b擺到最低點c時，擺線拉力的大小為f2，擺球加速度大小為a2，則( )
a．f1＞f2，a1＝a2 b．f1＜f2，a1＝a2
c．f1＞f2，a1＞a2 d．f1＜f2，a1＜a2
圖k37－6
7．[2011·泉州模擬] 如圖k37－6所示是某粒子速度選擇器的示意圖，在一半徑為r＝10 cm的圓柱形筒內有b＝10－4 t的勻強磁場，方向平行於軸線，在圓柱形筒某一直徑的兩端開有小孔作為入射孔和出射孔．粒子束以不同角度入射，最後有不同速度的粒子束射出．現有一粒子源發射比荷為＝2×1011 c/kg的陽離子，粒子束中速度分布連續，不計重力．當角θ＝45°時，出射粒子速度v的大小是( )
a.×106 m/s b．2×106 m/s
c．2×108 m/s d．4×106 m/s
圖k37－7
8．如圖k37－7所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有乙個帶電的小球，整個裝置處在由水平勻強電場和垂直於紙面向外的勻強磁場組成的足夠大的復合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運動過程中小球的v－t圖象如圖k37－8所示，其中正確的是( )
a b c d
圖k37－8
9．[2011·寧波模擬] 如圖k37－9所示，勻強電場水平向右，虛線右邊空間存在著方向水平、垂直紙面向裡的勻強磁場，虛線左邊有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好與虛線重合．有一電荷量為q、質量為m的小球套在杆上並從杆左端由靜止釋放，帶電小球離開杆的右端進入正交電、磁場後，在開始一小段時間內，小球( )
a．可能做勻速直線運動
b．一定做變加速曲線運動
c．重力勢能一定減小
d．電勢能可能增加
圖k37－9
圖k37－10
10．[2011·瀘州一模] 如圖k37－10所示，以o為圓心、mn為直徑的圓的左半部分內有垂直紙面向裡的勻強磁場，三個不計重力、質量相同、帶電量相同的帶正電粒子a、b和c以相同的速率分別沿ao、bo和co方向垂直於磁場射入磁場區域，已知bo垂直mn，ao和co與bo的夾角都為30°，a、b、c三個粒子從射入磁場到射出磁場所用時間分別為ta、tb、tc，則下列給出的時間關係不可能的是( )
a．tatb>tc
c．ta11．[2011·雲南模擬] 在真空中，半徑為r的圓形區域內存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為b，在此區域外圍足夠大空間有垂直紙面向裡的大小也為b的勻強磁場，如圖k37－11所示．乙個帶正電的粒子從邊界上的p點沿半徑向外以速度v0進入外圍磁場，已知帶電粒子質量m＝2×10－10 kg，帶電荷量q＝＋5×10－6 c，不計重力，磁感應強度b＝1 t，粒子運動速度v0＝5×103 m/s，圓形區域半徑r＝0.2 m．求粒子第一次回到p點所需的時間．
圖k37－11
12．[2011·金華聯考] 如圖k37－12所示，在空間有一直角座標系xoy，直線op與x軸正方向的夾角為30°，第一象限內有兩個方向都垂直紙面向外的勻強磁場區域ⅰ和ⅱ，直線op是它們的理想邊界，op上方區域ⅰ中磁場的磁感應強度為b.一質量為m、電荷量為q的質子(不計重力，不計質子對磁場的影響)以速度v從o點沿與op成30°角的方向垂直磁場進入區域ⅰ，質子先後通過磁場區域ⅰ和ⅱ後，恰好垂直打在x軸上的q點(圖中未畫出)．試求：
(1)區域ⅱ中磁場的磁感應強度大小；
(2)q點到o點的距離．
圖k37－12
13．如圖k37－13所示，條形區域aa′bb′中存在方向垂直於紙面向外的勻強磁場，磁感應強度b的大小為0.3 t，aa′、bb′為磁場邊界，它們相互平行，條形區域的長度足夠長，寬度d＝1 m．一束帶正電的粒子從aa′上的o點以沿著與aa′成60°角、大小不同的速度射入磁場．當粒子的速度小於某一值v0時，粒子在磁場區域內的運動時間t0＝4×10－6 s；當粒子速度為v1時，剛好垂直邊界bb′射出磁場．取π≈3，不計粒子所受重力．求：
(1)粒子的比荷；
(2)速度v0 和v1 的大小．
圖k37－13
課時作業(三十八) [第38講帶電粒子在有界磁場中的運動]
1．[2011·張家界模擬] 如圖k38－1所示，質量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0垂直射入寬度為d的勻強磁場，磁場的磁感應強度為b，為使粒子能穿過磁場，則v0至少等於( )
a. b. c. d.
圖k38－1
圖k38－2
2．[2011·東營模擬] 如圖k38－2所示，在一勻強磁場中有三個帶電粒子，其中1和2為質子(h)的徑跡，3為α粒子(h)的徑跡．它們在同一平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動，三者軌跡半徑r1>r2>r3並相切於p點．設t、v、a、t分別表示它們做圓周運動的週期、線速度、向心加速度以及各自從經過p點算起到第一次通過圖中虛線mn所經歷的時間，則下列結論錯誤的是( )
a．t1＝t2v3
c．a1>a2>a3 d．t13．如圖k38－3所示，勻強磁場中有乙個電荷量為q的正離子自a點沿半圓軌道運動，當它運動到b點時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌道運動到c點．已知a、b、c在同一直線上，且ac＝ab，電子電荷量為e，電子質量可忽略不計，則該離子吸收的電子個數為( )
a. b. c. d.
圖k38－3
圖k38－4
4．[2011·淄博模擬] 如圖k38－4所示，在x軸上方存在垂直於紙面向裡的勻強磁場，磁感應強度為b.在xoy平面內，從原點o處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發射乙個帶正電的粒子(重力不計)，則下列說法正確的是( )
a．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短
b．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大
c．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短
d．若v一定，θ越大，則粒子離開磁場的位置距o點越遠
5．如圖k38－5所示，一粒子源位於一邊長為a的正三角形abc的中點o處，可以在三角形所在的平面內向各個方向發射出速度大小為v、質量為m、電荷量為q的帶電粒子，整個三角形位於垂直於△abc的勻強磁場中．若使任意方向射出的帶電粒子均不能射出三角形區域，則磁感應強度的最小值為( )
a. b. c. d.
圖k38－5
圖k38－6
6．如圖k38－6所示，在x軸上方存在著垂直於紙面向裡、磁感應強度為b的勻強磁場，乙個不計重力的帶電粒子從座標原點o處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直於磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸後在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負是( )
a.，正電荷 b.，正電荷
c.，負電荷 d.，負電荷
7．[2011·富陽檢測] 電荷量分別為q和－q的兩個帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，磁場寬度為d，兩粒子同時由a點出發，同時到達b點，如圖k38－7所示，則( )
a．a粒子帶正電，b粒子帶負電
b．兩粒子的軌道半徑之比ra∶rb＝∶1
c．兩粒子的質量之比ma∶mb＝1∶2
d．兩粒子的速度之比va∶vb＝1∶2
圖k38－7
圖k38－8
8．如圖k38－8所示，直徑為r的絕緣筒中為勻強磁場區域，磁感應強度為b，方向垂直紙面向裡．乙個質量為m、電荷量為q的正離子以速度v從圓筒上c孔處沿直徑方向射入筒內，如果離子與圓筒碰撞三次(碰撞時不損失能量，且時間不計)，又從c孔飛出，則離子在磁場中運動的時間為( )
a. b. c. d.
9．如圖k38－9所示，長方形abcd長ad＝0.6 m，寬ab＝0.3 m，o、e分別是ad、bc的中點，以ad為直徑的半圓內有垂直於紙面向裡的勻強磁場(邊界上無磁場)，磁感應強度b＝0.
25 t．一群不計重力、質量m＝3×10－7 kg、電荷量q＝＋2×10－3 c的帶電粒子以速度v＝5×102 m/s沿垂直ad方向且垂直於磁場射入磁場區域，則( )
第二講磁場對運動電荷的作用
一 洛倫茲力 1.定義 磁場對 電荷的作用力 2.大小 當v b時，f 當v b時，f 3.方向 用 定則來判斷 定則 與判斷安培力方向是一致的，大拇指所指的方向就是運動電荷 電流 所受洛倫茲力的方向 4.實質 通電導體所受的安培力是導體內所有運動電荷所受的 的合力 二 帶電粒子在磁場中 不計重力 ...
《磁場對運動電荷的作用》學案
知識梳理 一 洛倫茲力 磁場對運動電荷的作用力 1 洛倫茲力的公式 f 2 當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相平行時，f 3 當帶電粒子的運動方向與磁場方向互相垂直時，f 4 只有運動電荷在磁場中才受到洛倫茲力作用，靜止電荷磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為0.二 洛倫茲力的方向 1 運動電荷在磁...
3 5磁場對運動電荷的作用
普通高中課程標準實驗教科書 物理選修3 1 人教版 第三章磁場 3.5 磁場對運動電荷的作用力 新課標要求 一 知識與技能 1 知道什麼是洛倫茲力。2 利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。3 知道洛倫茲力大小的推理過程。4 掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。5 理解洛倫茲力對電荷...