【师说】2017届高三物理人教版一轮复习课时作业24磁场对运动电荷的作用word版含解析.doc
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1、高考资源网() 您身边的高考专家课时作业24磁场对运动电荷的作用 一、选择题1带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是()A只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变【解析】因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时fqvB,当粒子速度与磁场平行时f0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以A选项错因
2、为q改为q且速度反向,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由fqvB知大小不变,所以B项正确因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以C选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此,洛伦兹力不做功,粒子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D项错【答案】B2.美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得较高能量的带电粒子方面前进了一步如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从
3、P0处静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是()A带电粒子每运动一周被加速一次BP1P2P2P3C加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关D加速电场方向需要做周期性的变化【解析】带电粒子每运动一周加速一次,加速电场方向不需要做周期性的变化,A对,D错由动能定理得:nqUmv2,qBvm得R ,R与加速次数不成正比,故B错最大动能为Ek,可知C错【答案】A3.(多选)质量为m、带电荷量为q的小球,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示若带电小球下滑
4、后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是()A小球带负电B小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D小球在斜面上下滑过程中,小球对斜面压力为零时的速率为【解析】根据小球的运动方向和磁场方向,小球受到的洛伦兹力方向垂直于斜面,由于某时刻小球对斜面的作用力为零,说明沦伦兹力方向垂直于斜面向上,结合左手定则,小球带正电,选项A错误;对小球受力分析可得,小球受到的洛伦兹力和斜面弹力方向垂直于小球运动方向,小球沿斜面方向受到的合力mgsinma,因而小球运动时的加速度agsin是恒定的,小球在斜面上做匀加速直线运动,选项B正确,选项C错误
5、;根据垂直于斜面方向,小球受到的合力为零,可得mgcosqvB,解得v,选项D正确【答案】BD4.(多选)如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子,以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场,测得OMON34,则下列说法中错误的是()A两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为34B两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为34C两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为34D两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为43【解析】设OM2r1,ON2r2,故,路程长度之比,B正确;由r知,故,C正确,D错误;由于T,则1,A错【答案】A
6、D5.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度不可能超过2fRB质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值D不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速粒子【解析】由evBm可得回旋加速器加速质子的最大速度为veBR/m.由回旋加速器高频交流电频率
7、等于质子运动的频率,则有feB/2m,联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2fR,选项AB正确,由相对论可知,质子的速度不可能无限增大C错误;由于粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的1/2,不改变B和f,该回旋加速器不能用于加速粒子,选项D错误【答案】AB6(多选)质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,形成空间环形电流已知粒子的运行速率为v、半径为r、周期为T,环形电流的强度为I,则下面说法中正确的是()A该带电粒子的比荷为B在时间t内,粒子转过的圆弧对应的圆心角为C当速率v增大时,环形电流的强度I保持不变D当速率v增大时,运动周期T变小【解析
8、】带电粒子做匀速圆周运动,Bqv,所以,A错误;运动周期T,与速率无关,D错误;在时间t内,粒子转过的圆弧对应的圆心角为2,B正确;I,与速率v无关,C正确【答案】BC7.如图所示,ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入,欲使电子能经过BC边,则磁感应强度B的取值应为()AB BBCB【解析】由题意,如图所示,电子正好经过C点,此时圆周运动的半径r,要想电子从BC边经过,圆周运动的半径要大于,由带电粒子在磁场中运动的公式r有,即B,C选项正确【答案】C8.(多选)如图所示,在两个不同的匀强磁场中,磁感强度关系为B12B2,当不
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