2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第9章 第2課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用分組訓(xùn)練（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第9章 第2課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用分組訓(xùn)練（含解析） A組　考查對(duì)洛倫茲力的理解 1．帶電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同 B．如果把＋q改為－q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變 C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 D．粒子在只受到洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變 【答案】B 【解析】因?yàn)槁鍌惼澚Φ拇笮〔坏c粒子速度大小有關(guān)，而且與粒子速度的方向有關(guān)，如當(dāng)粒子速度與磁場(chǎng)垂直時(shí)f＝qvB，當(dāng)粒子速度與磁場(chǎng)平行時(shí)f＝0.

2、又由于洛倫茲力的方向永遠(yuǎn)與粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同時(shí)，洛倫茲力的方向也不同，所以A選項(xiàng)錯(cuò)．因?yàn)椋玵改為－q且速度反向，由左手定則可知洛倫茲力方向不變，再由f＝qvB知大小不變，所以B項(xiàng)正確．因?yàn)殡姾蛇M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向可以與磁場(chǎng)方向成任意夾角，所以C選項(xiàng)錯(cuò)．因?yàn)槁鍌惼澚偱c速度方向垂直，因此，洛倫茲力不做功，粒子動(dòng)能不變，但洛倫茲力可改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使粒子速度的方向不斷改變，所以D項(xiàng)錯(cuò)． 2.帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖19所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將(　　) 圖19 A．可能做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

3、 B．可能做勻減速運(yùn)動(dòng) C．一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D．可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 【答案】C 【解析】帶電質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做功，速度大小和方向發(fā)生變化，洛倫茲力的大小和方向也隨之發(fā)生變化，故帶電質(zhì)點(diǎn)不可能做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C正確． B組帶電粒子在洛倫茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 3．質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成空間環(huán)形電流．已知粒子的運(yùn)行速率為v、半徑為r、周期為T(mén)，環(huán)形電流的強(qiáng)度為I，則下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．該帶電粒子的比荷為＝ B．在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為θ＝ C．當(dāng)速

4、率v增大時(shí)，環(huán)形電流的強(qiáng)度I保持不變 D．當(dāng)速率v增大時(shí)，運(yùn)動(dòng)周期T變小 【答案】BC 【解析】帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，＝Bqv，所以＝，A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)周期 T＝，與速率無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤；在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為θ＝·2π＝，B正確；I＝＝，與速率v無(wú)關(guān)，C正確． 4．如圖20所示，質(zhì)量為m，電荷量為＋q的帶電粒子，以不同的初速度兩次從O點(diǎn)垂直于磁感線(xiàn)和磁場(chǎng)邊界向上射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別從M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，測(cè)得OM∶ON＝3∶4，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) 圖20 A．兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間之比為3∶4 B．兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)

5、度之比為3∶4 C．兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為3∶4 D．兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為4∶3 【答案】AD 【解析】設(shè)OM＝2r1，ON＝2r2，故＝＝，路程長(zhǎng)度之比＝＝，B正確；由r＝知＝，故＝＝，C正確，D錯(cuò)誤；由于T＝，則＝＝1，A錯(cuò)． C組　帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 5．(xx·廣州二模)圓形區(qū)域內(nèi)有如圖21所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束比荷相同的帶電粒子對(duì)準(zhǔn)圓心O射入，分別從a、b兩點(diǎn)射出，則從b點(diǎn)射出的粒子(　　) 圖21 A．帶正電 B．運(yùn)動(dòng)半徑較小 C．速率較小 D．在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) 【答案】A 【解析】由左手定

6、則知粒子帶正電，A對(duì)；兩個(gè)粒子的軌跡圓心如圖所示，可知rb>ra，B錯(cuò)；由牛頓第二定律有Bqv＝，得r＝，從b點(diǎn)射出的粒子的半徑大，所以速度大，C錯(cuò)；從a點(diǎn)射出的粒子所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角大，所以在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，D錯(cuò)． 6.(xx·揭陽(yáng)一模)如圖22所示，在x軸上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)電子(質(zhì)量m，電荷量為q)從x軸上的O點(diǎn)以速度v斜向上射入磁場(chǎng)中，速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場(chǎng)方向垂直．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)．則(　　) 圖22 A．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C．O、P兩點(diǎn)間的距離為 D．O、P兩點(diǎn)間的距離為 【答案】AC 【解析】由于題圖可知，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為90°，根據(jù)T＝和r＝可知，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén)＝，故A對(duì)、B錯(cuò)；O、P兩點(diǎn)間的距離為r＝，因此，C對(duì)、D錯(cuò)．