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【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十六磁吃运动电荷的作用_洛伦兹力教科选修3_1

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——教学资料参考参考范本—— 【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十六磁吃运动电荷的作用_洛伦兹力教科选修3_1 ______年______月______日 ____________________部门 1 / 9 1.(20xx·全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( ) A.轨道半径减小,角速度增大 B.轨道半径减小,角速度减小 C.轨道半径增大,角速度增大 D.轨道半径增大,角速度减小 解析:选D 分析轨道半径:带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的速度v大小不变,磁感应强度B减小,由公式r=可知,轨道半径增大。分析角速度:由公式T=可知,粒子在磁场中运动的周期增大,根据ω=知角速度减小。选项D正确。 2。如图1所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) 图1 A.2 B。 C.1 D。22解析:选D 根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知:带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r2的2倍。设粒子在P点的速 2 / 9 度为v1,根据牛顿第二定律可得qv1B1=,则B1==;同理,B2= =,则=,D正确,A、B、C错误。3.(多选)(20xx·全国卷Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做 圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( ) A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍 B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍 C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析:选AC 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动,且Ⅰ磁场磁感应强度B1是Ⅱ磁场磁感应强度B2的k倍。由qvB=得r=∝,即Ⅱ中电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍,选项A正确。由F合=ma得a==∝B,所以=,选项B错误。由T=得T∝r,所以= k,选项C正确。由ω=得==,选项D错误。4.“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场 中的运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度B正比于( ) B. TA。 D.T2C。解析:选A 由题意可知,等离子体的动能Ek=cT(c是比例系数),在磁场中做半径一定的圆周运动,由qvB=m可知,B===,因 此A项正确,B、C、D项错误。 3 / 9 5.(多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图2中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子,不计重力,下列说法正确 的是( )图2 A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大解析:选BD 入射速度不同的粒子,若它们入射速度方向相同,且从左边边界出去,则运动时间相同,虽然轨迹不一样,但圆心角相同,故A错误;在磁场中半径r=,运动圆弧对应的半径与速率成正比,故B正确;在磁场中运动时间:t=(θ为转过圆心角),虽圆心角可能相同,但半径可能不同,所以运动轨迹不同,故C错误;由于它们的周期相同,在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角 也一定越大,故D正确。6。 (多选)在一个边界为等边三角形的区域内,存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在磁场边界上的P点处有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子a、b、c(不计重力)沿同一方向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图3所示,用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间;用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半 径,则下列判断正确的是( )图3 4 / 9 B .tc>tb>ta D .rb>ra>rcA.ta=tb>tcC.rc>rb>ra解析:选AC 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由图示情景可知: 粒子轨道半径:rc>rb>ra,粒子转过的圆心角:θa=θb>θc,粒子在磁场中做圆周运动的周期:T=,由于粒子的比荷相同、B相同,则粒子周期相同, 粒子在磁场中的运动时间:t=T,由于θa=θb>θc,T相同,则:ta=tb>tc,故A、C正确,B、 D错误。7。如图4所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角。若不计重力,关于正、负离子在磁场中的 运动,下列说法不正确的是( )图4 A.运动的时间相同B.运动的轨道半径相同 C.重新回到边界的速度大小和方向都相同 D.重新回到边界的位置与O点距离相同解析:选A 粒子在磁场中运动周期为T=,则知两个离子圆周运动的周期相等。根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ,轨迹的圆心角也为2π-2θ,运动时间t1=T。同理,负离子运动时间t2=T,显然时间不 5 / 9

【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十六磁吃运动电荷的作用_洛伦兹力教科选修3_1

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