淮高2011-2012學年三年級（1）物理二輪複習專題三
帶電粒子在電場與磁場中運動（二）
製作人：吳西俊審定人：廖鎮友陳志勇使用時間：2023年4月10日
1．電子作近核運動的時候，產生了垂直於相對運動方向的磁場。如下圖所示，為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以o點（圖中白點）為座標原點，沿z軸正方向磁感應強度大小的變化最有可能為
2．如右圖所示，有乙個正方形的勻強磁場區域abcd，e是ad的中點，f是cd的中點，如果在a點沿對角線方向以速度v射入一帶負電的帶電粒子，恰好從e點射出，則
a．如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點射出
b．如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點射出
c．如果粒子的速度不變，磁場的磁感應強度變為原來的二倍，也將從d點射出
d．只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點射出時，從f點射出所用時間最短
3．「速度選擇器」是乙個借助帶電粒子在電磁場中偏轉的原理，挑選出具有所需速度的粒子的裝置。右圖是某粒子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為r=10cm的圓柱形桶內有b=10-4t的勻強磁場，方向平行於軸線。在圓柱形桶的某直徑兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔，離子束以不同角度入射，先後有不同速度的離子束射出，現有一離子源發射的比荷為2×1011c/kg的陽離子，且粒子束中速度分布連續，當θ=45°時，出射粒子的速度v的大小是
（1）×106m/s b．2×106 m/s c．2×108 m/s d．4×106 m/s
4．如右圖所示，豎直光滑的牆面上有一閉合導線框a，在導線框a的下方有一面積比導線框a稍小的磁場區域b。導線框a從圖示位置自由下落，在其整個下落過程中，下列說法正確的是
a．導線框做自由落體運動
b．導線框通過磁場區域後做曲線運動
c．導線框通過磁場區域時機械能會減少
d．導線框在穿過磁場區域時，上下兩個導線受到的安培力方向都向上
5．如右圖，勻強磁場中有乙個帶電量為q的離子自a點沿箭頭方向運動。當它運動到b點時，突然吸收了附近的若干個電子，接著沿另一圓軌道運動到與a、b在一條直線上的c點。已知，電子電量為e，電子質量不計。
由此可知，離子吸收的電子個數為
a． b． cd．
6．2023年「3·15」到來之際，平板電視終於納入「三包」當中，顯示屏等關鍵零部件包修3年。如右圖所示，電視機的映象管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現的。電子束經過加速電場後，進入一圓形勻強磁場區，磁場方向垂直於圓面。
不加磁場時，電子束將通過磁場中心o點而打到螢幕上的中心m，加磁場後電子束偏轉到p點外側。現要使電子束偏轉回到p點，可行的辦法是
a．增大加速電壓b．增加偏轉磁場的磁感應強度
c．將圓形磁場區域向螢幕靠近些 d．將圓形磁場的半徑增大些
7．如右圖所示，帶有正電荷的a粒子和b粒子同時以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強磁場的邊界上的o點分別以30°和60°（與邊界的交角）射入磁場，又恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是
a．a、b兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是
b．a、b兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是
c．a、b兩粒子的之比是
d．a、b兩粒子的之比是
8．如右圖所示，一束粒子（不計重力，初速度可忽略）緩慢通過小孔o1進入極板間電壓為u的水平加速電場區域i，再通過小孔o2射入相互正交的恆定勻強電場、磁場區域ⅱ，其中磁場的方向如圖所示，收集室的小孔o3與o1、o2在同一條水平線上。則
a、該裝置可篩選出具有特定質量的粒子 b．該裝置可篩選出具有特定電量的粒子
c．該裝置可篩選出具有特定速度的粒子d．該裝置可篩選出具有特定動能的粒子
9．（6分）中國電磁炮研製方面與歐美西方國家在同一起跑線上，限於技術和人才原因中國電磁炮研製會稍比西方國家慢幾年，但在某些技術上將會比美國電磁炮更精進。電磁炮是利用磁場對電流的作用力把電能轉化為機械能，使炮彈發射出去的。如下圖所示，把兩根長為s，互相平行的銅製軌道放在磁場中，軌道之間放有質量為m的炮彈，炮彈架在長為l、質量為m的金屬架上，已知金屬架與炮彈在運動過程中所受的總阻力與速度平方成正比，當有恆定的大電流i1通過軌道和炮彈時，炮彈與金屬架在磁場力的作用下，獲得速度v1時加速度為a，當有恆定的大電流i2通過軌道和炮彈時，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架並離開軌道，則垂直於軌道平面的磁感強度為多少？
10．如圖所示，在位於豎直平面內的直角座標系中，第ⅱ象限內有乙個與x軸相切於q點的圓形有界勻強磁場，磁場區域半徑為r，方向垂直紙面向外。乙個質量為m、電荷量為＋q的正點電荷a靜止在q點，另一質量也為m、電荷量也為q的正點電荷b以速度v0射向q點，速度方向與x軸負方向夾角為60°，a、b碰撞後粘在一起運動，經磁場區域後射向y軸上的p點，此時速度方向恰好與y軸正方向夾角為30°，p點到座標原點o的距離為5r，求
（1）勻強磁場的磁感應強度b；
（2）a、b粘在一起後運動到p點的時間。
11．圓心為o、半徑為r的圓形區域中有磁感強度為b、方向為垂直於紙面向裡的勻強磁場，與區域邊緣的最短距離為l的o＇處有一豎直放置的螢屏mn，今有一質量為m的電子以速率v從左側沿oo＇方向垂直射入磁場，穿出磁場後打在螢光屏上之p點，如圖所示。求o＇p的長度。
2012屆專題卷物理專題八答案與解析
1．【命題立意】主要考查磁場的磁感線分布與磁感應強度大小的變化的特點。
【思路點撥】我們可以從條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布看出，兩極處磁感線最密，而磁鐵的兩極處磁場最強。因此磁感線的疏密可以反映磁場的強弱，磁感線分布密的地方磁場就強，反之則弱。
【答案】c【解析】磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線。其疏密程度反映磁場的強弱，磁感線越密的地方磁場越強，沿z軸正方向磁感線由密到疏再到密，即磁感應強度由大到小再到大，只有c正確。
2．【命題立意】主要考查帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式、週期公式。
【思路點撥】若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直於磁感線的平面內，以入射速率v做勻速圓周運動。①軌道半徑公式：r=mv/qb②週期公式：t=2πm/qb。
【答案】ad【解析】作出示意圖如圖所示，根據幾何關係可以看出，當粒子從d點射出時，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑公式可知，速度也增大為原來的二倍，選項a正確，顯然選項c錯誤；當粒子的速度增大為原來的四倍時，才會從f點射出，選項b錯誤；據粒子的週期公式，可見粒子的週期與速度無關，在磁場中的運動時間取決於其軌跡圓弧所對應的圓心角，所以從e、d射出時所用時間相等，從f點射出時所用時間最短。
3．【命題立意】主要考查洛倫茲力的特性。
【思路點撥】洛倫茲力的大小f=qvb，條件v⊥b當v∥b時，f=0。洛倫茲力的特性：洛倫茲力始終垂直於v的方向，所以洛倫茲力一定不做功。
【答案】b【解析】由題意知，粒子從入射孔以45°角射入勻強磁場，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動。能夠從出射孔射出的粒子剛好在磁場中運動週期，由幾何關係知r＝r，又r＝，解得v＝＝2×106 m/s。
4．【命題立意】主要考查安培定則和左手定則。
【思路點撥】判斷通電導線安培力方向問題的基本方法：（1）畫出導線所在處的磁場方向；（2）確定電流方向；（3）根據左手定則確定受安培力的方向。
【答案】cd【解析】導線框通過磁場區域時，根據安培定則和左手定則，導線框要受到豎直向上安培力作用，導線框既不能做自由落體運動，也不能做曲線運動，a、b錯。導線框通過磁場區域時要克服安培力做功，機械能會減少，c對。導線框在穿過磁場區域時，上下兩個導線受到的安培力方向都向上，d對。
5．【命題立意】主要考查粒子在磁場中做勻速圓周運動。
【思路點撥】當帶電粒子垂直於磁場方向射入磁場時，洛侖茲力提供向心力，粒子將作勻速圓周運動。
【答案】d【解析】依據，粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為：。已知，電子電量為e，電子質量不計。由此可知，離子吸收的電子個數為。
6．【命題立意】主要考查帶電粒子在磁場中的偏轉問題。
【思路點撥】帶電粒子在磁場中的連續運動，關鍵在於正確地畫出帶電粒子在不同磁場中的運動軌跡，而要正確地畫出帶電粒子的運動軌跡，則特別需要注意在不同磁場交界處帶電粒子的運動方向。正確地做出粒子在交界磁場處的速度方向，成為確定帶電粒子運動軌跡的關鍵。
【答案】ac【解析】若電子束的初速度不為零，則qu=mv2/2- mv02/2，，軌道半徑，增大偏轉磁場的磁感應強度，軌道半徑減小，電子束偏轉到p點外側；增大加速電壓，軌道半徑增大，電子束偏轉回到p點；將圓形磁場區域向螢幕靠近些，電子束偏轉回到p點。正確答案選ac。
7．【命題立意】主要考查帶電粒子在磁場中做圓周運動問題。
【思路點撥】帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動類題目的解答步驟可概括為：畫軌跡、找聯絡、用規律。帶電粒子的受力遵從洛倫茲力公式，粒子的圓周運動遵從牛頓第二定律。
【答案】bd【解析】racos30°+ra=d，rbcos60°+rb=d，，解得，a錯b對；因，故，故，c錯d對。
8．【命題立意】主要考查粒子速度選擇器的原理。
【思路點撥】速度選擇器其工作原理：帶電粒子垂直射入正交的勻強電場和勻強磁場的復合場空間，所受電場力和洛侖茲力方向相反，大小相等。
【答案】c【解析】粒子要想無偏轉的通過區域ⅱ，進入收集室的小孔o3，需要滿足qe=qvb，即粒子的速度v=e/b，c正確。
9．【命題立意】主要考查通電導線在安培力作用下的運動。
【思路點撥】判斷通電導線在安培力作用下的運動方向問題的基本方法：（1）畫出導線所在處的磁場方向；（2）確定電流方向；（3）根據左手定則確定受安培力的方向；（4）根據受力情況判斷運動情況。
第三單元鞏固習題
四 填上適當的詞語 1 一 鑰匙一 大門一 顏料一 秋雨一 歌曲一 汗水一 穀粒一 秋風一 葉子一 小花一 大雁一 石橋一 小學一 水井一 膠卷一 相片一 相機一 電車一 雜誌社一 先生2 地奔跑地喊叫地轉動 地尋找的木輪的記憶 的風箏的色彩的銀杏樹 的海洋的楓葉的氣味 的歌曲的菊花的松柏 的小喇叭...
磁場及磁場對電流的作用練習題
1.2014浙江理綜,20,6分 如圖1所示,兩根光滑平行導軌水平放置,間距為l,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為b。垂直於導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t 0時刻起,棒上有如圖2所示的持續交變電流i,週期為t,最大值為im,圖1中i所示方向為電流正方向。則金屬棒 圖1圖2 a.一直向右移...
磁場 電磁感應習題 1
一 選擇題 1 關於電磁感應，下列說法中正確的是 a 穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大 b 穿過線圈的磁通量為零，感應電動勢一定為零 c 穿過線圈的磁通量的變化越大，感應電動勢越大 d 穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大 2 如圖所示的勻強磁場中放置有固定的金屬框架，導體棒de在框架上沿圖...