2016高考物理二轮复习 专题四 电场和磁场 4.9 磁场及带电粒子在磁场中的运动课时作业

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1、磁场及带电粒子在磁场中的运动一、选择题1.如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点．P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向(　　)A．向上B．向下C．向左D．向右解析：由题意知，磁铁在a点磁场方向为垂直于P向前，电子在a点的瞬时速度方向向右．根据左手定则，可以判断出洛伦兹力方向向上，A正确．答案：A2．如图所示，两平行导轨与水平面成α＝37°角，导轨间距为L＝1.0m，匀强磁场的磁感应强度可调，方向

2、垂直导轨所在平面向下．一金属杆长也为L，质量m＝0.2kg，水平放在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，通有图示方向的电流，电流强度I＝2.0A，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则磁感应强度的最大值和最小值分别为(　　)A．1.0T　0B．1.0T　0.6TC．1.0T　0.2TD．0.6T　0.2T解析：由左手定则知安培力沿斜面向上，因mgsinα＝1.2N、fm＝μmgcosα＝0.8N，所以当磁感应强度B最小时，安培力F1＝BminIL＝0.4N，即Bmin＝0.2T；当B最大时，

3、安培力F2＝BmaxIL＝2.0N，即Bmax＝1.0T，C对．答案：C3.(多选)如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在－R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能穿过磁场到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt时间，则(　　)A．粒子到达y轴的位置一定各不相同B．磁场区域半径R应满足R≤C．从x轴入射的粒子最先到达y轴D．Δt＝－，其中

4、角度θ为最后到达y轴的粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角，满足sinθ＝解析：粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示.y＝±R处的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其他粒子在磁场中发生偏转，由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y＝R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，A错；以沿x轴射入的粒子为例，若r＝

5、，时间最短，C错；从x轴入射的粒子在磁场中运动时间最长，为t1＝·＝，y＝±R处的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，运动时间最短，为t2＝，所以Δt＝－，由图知sinθ＝＝，D对．答案：BD4.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图所示，则(　　)A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析：β衰变方程：ZAX→e＋Y，知电

6、子电量较小．由动量守恒定律知两粒子动量大小相等．由r＝，得re＞rY，故轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．由左手定则知，D正确．答案：D5．一螺线管中通有从左向右看逆时针方向的电流，一带正电粒子沿螺线管的中心轴线从左向右运动，粒子重力不计，如图所示，则下列说法中正确的是(　　)A．粒子逆着磁感线进入螺线管内，洛伦兹力做负功，粒子做减速直线运动B．粒子顺着磁感线进入螺线管内，洛伦兹力做正功，粒子做加速直线运动C．粒子可能在螺线管中心轴线上做往复直线运动D．粒子不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动解析：因通电螺线管的磁场等同于条形磁铁

7、的磁场，管内部磁感线与中心轴线平行，粒子沿磁感线运动不受洛伦兹力作用，粒子沿螺线管中心轴线做匀速直线运动；另外，无论带电粒子沿什么方向射入磁场，洛伦兹力永不做功，所以D对．答案：D6.水平面上有U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨的动摩擦因数为μ(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流为I，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于金属棒ab，与垂直导轨平面的方向的夹角为θ，如图所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为g，则金属棒所受的

8、摩擦力大小为(　　)A．BILsinθB．BILcosθC．μ(mg－BILsinθ)D．μ(mg＋BILcosθ)解析：金属棒处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析，如图所示，在水平方向有BILcosθ－f＝0，f＝BILcosθ，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B7．如图所示