2022年磁场对运动电荷的作用 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 磁场对运动电荷的作用名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 日期：2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 3 页 共 9 页磁场对运动电荷的作用对点训练：对洛伦兹力的懂得1多项挑选 2022 广东六校联考 项是 有关电荷所受电场力和磁场力的说法中,正确的选A电荷在磁场中肯定受磁场力的作用 B电荷在电场中肯定受电场力的作用C电荷受电场力的方向与该处的电场方向一样 D电荷假设受磁场力,就受力方向与该

2、处的磁场方向垂直解析： 选 BD 带电粒子受洛伦兹力的条件：运动电荷且速度方向与磁场方向不平行,故电荷在磁场中不肯定受磁场力作用,A 项错误； 电场具有对放入其中的电荷有力的作用的性质, B 项正确；正电荷受力方向与电场方向一样,而负电荷受力方向与电场方向相反,C项错误；磁场对运动电荷的作用力垂直磁场方向且垂直速度方向,D 项正确；2多项挑选 2022 南昌调研 空间有一磁感应强度为 B 的水平匀强磁场,质量为 m、电荷量为 q 的质点以垂直于磁场方向的速度 v 0 水平进入该磁场,在飞出磁场时高度下降了h,重力加速度为 g,就以下说法正确的选项是 A带电质点进入磁场时所受洛伦兹力可能向上B带

3、电质点进入磁场时所受洛伦兹力肯定向下C带电质点飞出磁场时速度的大小为 v 0D带电质点飞出磁场时速度的大小为 v 0 2 2gh解析： 选 AD 由于磁场为水平方向,带电质点水平且垂直于磁场方向飞入该磁场,假设磁感应强度方向为垂直纸面对里,利用左手定就, 可以知道假设质点带正电,从左向右飞入瞬时洛伦兹力方向向上,假设质点带负电,飞入瞬时洛伦兹力方向向下,A 对,B 错；利用动能定理 mgh1 2mv 21 2mv0 2,得 vv 0 22gh,C 错, D 对；对点训练：带电粒子在匀强磁场中的运动3.如下图,匀强磁场中有一电荷量为 q 的正离子,由 a 点沿半圆轨道运动,当它运动到 b 点时,

4、突然吸取了邻近假设干电子,接着沿另一半圆轨道运动到 c点,已知 a、b、c 在同始终线上,且 ac1 2ab,电子的电荷量为 e,电子质量可忽略不计,就该离子吸取的电子个数为 A. 3q 2e B.qe3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 4 页 共 9 页2q qC. 3e D. 3e解析： 选 D 正离子由 a 到 b 的过程,轨迹半径 r1ab2,此过程有 qvBm v2r 1,正离子在 b 点邻近吸取 n 个电子,因电子质量不计,所以正离子的速度不变,电荷量变为 qne,正离子从 b 到 c 的过程中,轨

5、迹半径 r 2bc 23 4ab,且 q nev B m vr2,解得 n q 23e,D 正确；42022 深圳二调 一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动；就以下能表示运动周期 T 与半径 R 之间的关系图像的是 解析： 选 D 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,qv Bmv 2 R . R mv qB,由圆周运动规律, T2R v2m qB,可见粒子运动周期与半径无关,故 D 项正确；对点训练：带电粒子在匀强磁场中的多解问题52022 南昌模拟 如下图,在x0,y0 的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面对里, 大小为 B；

6、现有一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子, 从 x 轴上的某点 P 沿着与 x 轴正方向成 30角的方向射入磁场；不计重力的影响,就以下有关说法中正确的选项是 A只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点5mB粒子在磁场中运动所经受的时间肯定为 3qBmC粒子在磁场中运动所经受的时间可能为 qBmD粒子在磁场中运动所经受的时间可能为 6qB解析：选 C 带正电的粒子从 P 点沿与 x 轴正方向成 30角的方向射入磁场中,就圆心在过 P 点与速度方向垂直的直线上,如下图,粒子在磁场中要想到达 O 点,转过的圆心角确定大于180 ,因磁场有边界,故粒子不行能通过坐标原点,应选项 A 错误；由于

7、 P 点的位置不确定,所以粒子在磁场中运动的圆弧对应的圆心角也不同, 最大的圆心角是圆弧与 y 轴相切时即 300 ,运动时间为5 6T,而最小的圆心角为 P4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 5 页 共 9 页点在坐标原点即120 ,运动时间为1 3T,而 T2m qB,故粒子在磁场中运动所经受的时间最长为5m 3qB,最短为2m 3qB,选项 C 正确, B、D 错误；6多项挑选 2022 湖北六校调考如下图, xOy 平面的一、二、三象限内存在垂直纸面对外,磁感应强度 B1 T 的匀强磁场, ON 为处于

8、 y 轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为 9 m, M 点为 x 轴正方向上一点,OM3 m；现有一个比荷大小为 m 1.0 C/kg 可视为质点带正电的小球 q 重力不计 从挡板下端N 处小孔以不同的速度向 x 轴负方向射入磁场,假设与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,小球最终都能经过小可能是 A 3 m/s B3.75 m/s C 4 m/s D5 m/s M 点,就小球射入的速度大解析： 选 ABD 由于小球通过 y 轴的速度方向肯定是x 方向,故带电小mvmin球圆周运动轨迹半径最小值为 3 m,即 Rmin qB,解得 v min3 m/s；体会证,带电小球以

9、3 m/s 速度进入磁场,与 ON 碰撞一次,再经四分之三圆周经过 M点,如图 1 所示, A 项正确；当带电小球与 ON 不碰撞,直接经过 M 点,如图2 所示,小球速度沿x 方向射入磁场,就圆心肯定在 y 轴上,做出 MN 的垂直平分线,交mv max于 y 轴的点即得圆心位置,由几何关系解得轨迹半径最大值 Rmax5 m,又 RmaxqB,解得 v max5 m/s,D 项正确；当小球速度大于 3 m/s、小于 5 m/s 时,轨迹如图 3 所示,由几何条件运算可知轨迹半径 R3.75 m,由半径公式 Rmv qB,得 v 3.75 m/s,B 项正确,由分析易知选项 C 错误；对点训练

10、：带电粒子在有界磁场中的临界极值问题7.2022安徽师大附中模拟如下图,在x 轴上方存在垂直于纸面对里的匀5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 6 页 共 9 页强磁场,磁感应强度为 B；在 xOy 平面内,从原点 O 处沿与 x 轴正方向成 角 0 以速率 v 发射一个带正电的粒子 重力不计 ；就以下说法正确的选项是 A假设 v 肯定, 越大,就粒子在磁场中运动的时间越短B假设 v 肯定, 越大,就粒子离开磁场的位置距 O 点越远C假设 肯定, v 越大,就粒子在磁场中运动的角速度越大D假设 肯定, v 越大,

11、就粒子在磁场中运动的时间越短解析： 选 A 由左手定就可知,带正电的粒子向左偏转；假设 v 肯定, 越大,就粒子在磁场中运动的时间越短,选项 A 正确；假设 v 肯定, 等于 90 时,粒子离开磁场的位置距 O 点最远,选项 B 错误；假设 肯定,粒子在磁场中运动的周期与 v 无关,由 2 T可知粒子在磁场中运动的角速度与 v 无关,选项 C、 D 错误；8多项挑选 2022 郑州二模 图中的虚线为半径为 R、磁感应强度大小为 B 的圆形匀强磁场的边界,磁场的方向垂直圆平面对里；大量的比荷均为q m的相同粒子由磁场边界的最低点A 向圆平面内的不同方向以相同的速度 v0 射入磁场,粒子在磁场中做

12、半径为 r 的圆周运动,经一段时间的偏转,全部的粒子均由圆边界离开,全部粒子的出射点的连线为虚线边界的 13,粒子在圆形磁场中运行的最长时间用 tm 表示, 假设 m、R、v 0 为已知量, 其余的量均为未知量,q忽视粒子的重力以及粒子间的相互作用；就 2 3mv 0 3mv0AB3qB BB3qR3R 3RC r2 Dt m2v0解析： 选 ACD 设从 A 点射入的粒子与磁场边界的最远交点为 B,1就 B 点是轨迹圆的直径与磁场边界圆的交点,AB 的长是边界圆周长的 3,就AOB 120 ,sin 60r R,得 r3R2,粒子在磁场中运动时,洛伦兹力供应v 02 mv0 2 3mv 0向

13、心力,有 qv 0Bm r,所以 Bqr3qR,A、C 正确, B 错误；粒子在磁场中运动T r 3R的最长时间为 tm2v 02v 0, D 正确；9.2022马鞍山二检 如下图, abcd 为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为 L,三个粒子以相同的速度从 a 点沿 ac 方向射入,粒子 1 从 b6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 7 页 共 9 页点射出,粒子 2 从 c 点射出,粒子 3 从 cd 边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用；依据以上信息,可以确定 A粒子 1 带负

14、电,粒子 2 不带电,粒子 3 带正电B粒子 1 和粒子 3 的比荷之比为 2 1 C粒子 1 和粒子 3 在磁场中运动时间之比为 41 D粒子 3 的射出位置与 d 点相距L 2解析： 选 B 依据左手定就可知粒子 1 带正电,粒子 2 不带电,粒子 3 带负电,选项 A2 1 2L错误；粒子 1 在磁场中的轨迹为四分之一圆周,半径 r12 L,时间 t 14T4 2r 14v,粒子 3 在磁场中的轨迹为八分之一圆周,半径 r32L ,时间 t38T8 2r3 v4v,就 1 2Lmvt1t3,选项 C 错误；由 rqB可知粒子 1 和粒子 3 的比荷之比为 21,选项 B 正确；粒子3 的

15、射出位置与 d 点相距 2 1L ,选项 D 错误；考点综合训练10.2022珠海期末 如下图,在平面直角坐标系 xOy 的第四象限有垂直纸面对里的匀强磁场,一质量为 m 10 8 kg、电量为 q 106 C 的带电粒子；从静止开始经 U 010 V 的电压加速后, 从 P 点沿图示方向进入磁场,子重力不计, sin 37 0.6,cos 37 0.8,求：1带电粒子到达 P 点时速度 v 的大小；已知 OP30 cm,粒2假设磁感应强度B2.0 T,粒子从x 轴上的 Q 点离开磁场,求OQ 的距离；3假设粒子不能进入x 轴上方,求磁感应强度B 满意的条件；解析： 1对带电粒子的加速过程,由

16、动能定理qU1 2mv2代入数据得： v20 m/s；2带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有：qv Bmv2 R得 RmvqB代入数据得： R0.50 m OP而 cos 53 0.50 m 故圆心肯定在 x 轴上,轨迹如图甲所示；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 8 页 共 9 页由几何关系可知：OQ RRsin 53故 OQ0.90 m；3带电粒子不从 x 轴射出 如图乙 ,由几何关系得：OPRRcos 53 mvRqB解得： B16 3 T 5.33 T 取“ ”照样给分 ；答案： 120 m/

17、s 20.90 m 3B5.33 T 11.2022海南高考 如图, A、C 两点分别位于 x 轴和 y 轴上, OCA30,OA 的长度为 L；在 OCA 区域内有垂直于xOy 平面对里的匀强磁场；质量为 m、电荷量为q 的带正电粒子,以平行于y 轴的方向从OA 边射入磁场；已知粒子从某点射入时,恰好垂直于 t0；不计重力；1求磁场的磁感应强度的大小；OC 边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为2假设粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从 OC 边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；3假设粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC 边相切,且在磁场内运动的时间为53

18、t0,求粒子此次入射速度的大小；解析： 1粒子在磁场中做匀速圆周运动,在时间t0 内其速度方向转变了90,故其周期T4t0设磁感应强度大小为B,粒子速度为v ,圆周运动的半径为r；由洛伦兹力公式和牛顿2定律得 qvBmv r匀速圆周运动的速度满意 v 2r Tm联立式得 B2qt0；8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 9 页 共 9 页2设粒子从OA 边两个不同位置射入磁场,能从OC 边上的同一点P 射出磁场,粒子在磁场中运动的轨迹如图a所示；设两轨迹所对应的圆心角分别为1 和 2；由几何关系有11802T粒子两次在磁场中运动的时间分别为 t 1与 t2,就 t1t222t0；3如图 b ,由题给条件可知,该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为 150；设 O为圆弧的圆心,圆弧的半径为 r0,圆弧与 AC 相切与 B 点,从 D 点射出磁场,由几何关系和题给条件可知,此时有OODBOA30 r0cosOODr 0L cos BO A2r0设粒子此次入射速度的大小为 v 0,由圆周运动规律 v 0T3L联立式得 v 07t0；答案： 1m2qt0 22 t0 3 7t0 3L9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页