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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場 第二節(jié) 磁場對運動電荷的作用隨堂檢測 新人教版
1.
(高考全國卷Ⅰ)如圖,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未畫出).一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出,從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點O.已知粒子穿越鋁板時,其動能損失一半,速度方向和電荷量不變.不計重力.鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為( )
A.2 B.
C.1 D.
解析:選D.設(shè)帶電粒子在P點時初速度為v1,從Q點穿過鋁板后速度為v2,則Ek1=mv,Ek2=mv,由題意可知Ek1=2Ek2,即mv=mv
2、,則=.粒子做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,即qvB=,得R=,由題意可知=,所以==, 故選項D正確.
2.
(2016·高考四川卷)如圖所示,正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場.一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域,當速度大小為vb時,從b點離開磁場,在磁場中運動的時間為tb;當速度大小為vc時,從c點離開磁場,在磁場中運動的時間為tc.不計粒子重力.則( )
A.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=2∶1
B.vb∶vc=2∶1,tb∶tc=1∶2
C.vb∶vc=2∶1,tb∶tc=2∶1
D.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=1∶2
解析:
3、選A.設(shè)正六邊形的邊長為L,一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域,當速度大小為vb時,從b點離開磁場,由幾何關(guān)系可知,粒子在磁場中做圓周運動的半徑rb=L,粒子在磁場中做圓周運動的軌跡所對應(yīng)的圓心角為120°,由洛倫茲力提供向心力Bqvb=,得L=,且T=,得tb=·;當速度大小為vc時,從c點離開磁場,由幾何關(guān)系可知,粒子在磁場中做圓周運動的軌跡所對應(yīng)的圓心角2θ=60°,粒子在磁場中做圓周運動的半徑rc=L+=2L,同理有2L=,tc=·,解得vb∶vc=1∶2,tb∶tc=2∶1,A正確.
3.(2015·高考全國卷Ⅰ)兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小不同、方向平行.一速度方向
4、與磁感應(yīng)強度方向垂直的帶電粒子(不計重力),從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,粒子的( )
A.軌道半徑減小,角速度增大
B.軌道半徑減小,角速度減小
C.軌道半徑增大,角速度增大
D.軌道半徑增大,角速度減小
解析:選D.分析軌道半徑:帶電粒子從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,粒子的速度v大小不變,磁感應(yīng)強度B減小,由公式r=可知,軌道半徑增大.分析角速度:由公式T=可知,粒子在磁場中運動的周期增大,根據(jù)ω=知角速度減小.選項D正確.
4.
(2018·河南商丘模擬)在如圖所示的平面直角坐標系xOy中,有一個圓形區(qū)域的勻強磁場(圖中未畫出),磁場方向垂直于xOy平面,
5、O點為該圓形區(qū)域邊界上的一點.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的帶電粒子(不計重力)從O點以初速度v0沿x軸正方向進入磁場,已知粒子經(jīng)過y軸上P點時速度方向與y軸正方向夾角為θ=30°,OP=L,求:
(1)磁感應(yīng)強度的大小和方向;
(2)該圓形磁場區(qū)域的最小面積.
解析:
(1)由左手定則得磁場方向垂直xOy平面向里.粒子在磁場中做弧長為圓周的勻速圓周運動,如圖所示,粒子在Q點飛出磁場.設(shè)其圓心為O′,半徑為R.由幾何關(guān)系有(L-R)sin 30°=R,所以R=L.由牛頓第二定律有qv0B=m,故R=.
由以上各式得磁感應(yīng)強度B=.
(2)設(shè)磁場區(qū)域的最小面積為S.由幾何關(guān)系得
直徑=R=L,
所以S=π=L2.
答案:(1) 方向垂直于xOy平面向里 (2)L2