配餐作业(二十六) 磁场对运动电荷的作用
A组·基础巩固题
1．如图表示洛伦兹力演示仪，用于观察运动电子在磁场中的运动，在实验过程中下列选项错误的是( )
A．不加磁场时电子束的径迹是直线
B．加磁场并调整磁感应强度，电子束径迹可形成一个圆周
C．保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径减小 D．保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小
解析 不加磁场时电子不受力，电子束的径迹是直线，故A项正确；加磁场使磁场的方向与电子初速度的方向垂直，并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周，故B项正确；
mv2mv电子受到的洛伦兹力提供向心力，则qvB＝所以r＝，保持磁感应强度不变，增大出射
rqB电子的速度，电子束圆周的半径增大，故C项错误；保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小，故D项正确。
答案 C
2．(多选)带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是( )
A．油滴必带正电荷，电荷量为B．油滴必带正电荷，比荷＝
mg v0Bqg mv0Bmg v0Bmg v0BC．油滴必带负电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
解析 油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量q＝
mgqg，油滴的比荷为＝，A、B项正确。 v0BmBv0
答案 AB
3．如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( )
A．1∶2 C．1∶3
B．2∶1 D．1∶1
解析 正、负电子在磁场中运动轨迹如图所示，正电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为120°，负电子圆周部分所对应圆心角为60°，故时间之比为2∶1。
答案 B
4.(多选)如图所示，a、b、c是三个面积相等的匀强磁场区域，图中的虚线是三个圆直径的连线，该虚线与水平方向的夹角为45°。一个不计重力的带电粒子，从a磁场的M点以初速度v0竖直向上射入磁场，运动轨迹如图，最后粒子从c磁场的N点离开磁场。已知粒子的质量为m，电荷量为q，匀强磁场的磁感应强度为B。则( )
A．磁场a和c的方向垂直于纸面向里，磁场b的方向垂直于纸面向外 B．粒子在N的速度方向水平向左 3πmC．粒子从M点运动到N点的时间为
2qB6πmD．粒子从M点运动到N点的时间为
qB解析 不知道带电粒子的电性，所以无法判断磁场的方向，A项错误；根据几何关系，粒子在N的速度方向水平向左，B项正确；粒子从M点运动到N点的时间为四分之三个周期，2πr2πm33πm由T＝，可得T＝，所以时间t＝T＝，C项正确，D项错误。
vqB42qB答案 BC
5．已知通入电流为I的长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小B与该点到导线间的距离r的关系为B＝k(k为常量)。如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v0水平向右运动，小球始终
Ir
在水平面上运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是( )
解析 通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B方向在水平面内，由于洛伦兹力F与B、
v0的方面均垂直，所以F沿竖直方向，小球在水平方向上不受力而做匀速直线运动，只有A
项正确。
答案 A
6．(多选)如图所示，虚线MN将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2∶1，下列判断一定正确的是( )
A．两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2∶1 B．粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1∶1 C．粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2∶1 D．弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2∶1
解析 粒子在磁场中所受的洛伦兹力指向运动轨迹的凹侧，结合左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，根据题中信息无法求得粒子在两个磁场中运动轨迹所在圆周的半径之比，所以无法求出两个磁场的磁感应强度之比，A项错误；运动轨迹粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力不做功，所以粒子的动能不变，速度大小不变，B项正确；已知粒子通过aP、Pb两段弧的速度大小不变，而路程之比为2∶1，可求出运动时间之比为2∶1，C项
正确；由图知两个磁场的磁感应强度大小不等，粒子在两个磁场中做圆周运动时的周期T＝2πm也不等，粒子通过弧aP与弧Pb的运动时间之比并不等于弧aP与弧Pb对应的圆心角之
Bq比，D项错误。
答案 BC
7．(多选)如图所示，MN、PQ之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域水平方向足够长，MN、PQ间距为L，现用电子枪将电子从O点垂直边界MN射入磁场区域，调整电子枪中的加速电压可使电子从磁场边界不同位置射出。a、b、c为磁场边界上的三点，下列分析正确的是 ( )
A．从a、b、c三点射出的电子速率关系为va＜vb＜vc B．从a、b、c三点射出的电子速率关系为va＜vc＜vb
C．若从边界MN射出的电子出射点与O点的距离为s，则无论怎样调整加速电压，必有0＜s＜2L
D．若从边界PQ射出的电子出射点与O点的距离为s，则无论怎样调整加速电压，必有
L＜s＜2L
解析 画出轨迹圆可知，从a、b、c三点射出的电子的半径关系为Ra＜Rb＜Rc，由R＝，知va＜vb＜vc，A项对，B项错；电子垂直于边界MN射入磁场，能从边界MN射出，其轨迹的最大圆与边界PQ相切，则无论怎样调整加速电压，必有0＜s＜2L，C项对；若电子从边界
mvBqPQ射出，其轨迹的最小圆也与边界PQ相切，则无论怎样调整加速电压，必有L＜s＜2L，
D项错。
答案 AC
8．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v。若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时( )
A．v变大
B．v变小
高考物理 第九章 磁场 配餐作业26 磁场对运动电荷的作用 doc
