备考2019年高考物理一轮专题：第38讲磁场对运动电荷的作用

试卷更新日期：2018-11-08 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是（）

A、磁场和电场的方向 B、磁场和电场的强弱 C、粒子的电性和电量 D、粒子入射时的速度

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2. 带正电粒子(不计重力)沿纸面竖直向下飞入某磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图，则该区域的磁场方向是（）

A、水平向右 B、竖直向下 C、水平向外 D、水平向里

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3. 如图所示，边长为的L的正方形区域abcd中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里 $.$ 一带电粒子从ad边的中点M点以一定速度垂直于ad边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N点射出磁场 $.$ 忽略粒子受到的重力，下列说法中正确的是 $($ $)$

A、该粒子带负电 B、洛伦兹力对粒子做正功 C、粒子在磁场中做圆周运动的半径为 $\frac{L}{4}$ D、如果仅使该粒子射入磁场的速度增大，粒子做圆周运动的半径也将变大

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4. 带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc所示.则该粒子（）

A、带负电，运动方向a→b→c B、带负电，运动方向c→b→a C、带正电，运动方向a→b→c D、带正电，运动方向c→b→a

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5. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R ，则粒子在磁场中的运动时间为（）

A、 $\frac{2 \sqrt{3} π R}{3 v}$ B、 $\frac{2 π R}{3 v}$ C、 $\frac{π R}{3 v}$ D、 $\frac{2 \sqrt{3} π R}{9 v}$

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6. 如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为 $90^{\circ}$ 、 $60^{\circ}$ 、 $30^{\circ}$ ，则它们在磁场中运动的时间之比为（）

A、1：1：1 B、1：2：3 C、3：2：1 D、1： $\sqrt{2}$ ： $\sqrt{3}$

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7. 如图是三个从O点同时发出的正、负电子的运动轨迹，匀强磁场方向垂直纸面向里，可以判定（）

A、a、b是正电子，c是负电子，a、b、c同时回到O点 B、a、b是负电子，c是正电子，a首先回到O点 C、a、b是负电子，c是正电子，b首先回到O点 D、a、b是负电子，c是正电子，a、b、c同时回到O点

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8. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）

A、a粒子动能最大 B、c粒子速率最大 C、c粒子在磁场中运动时间最长 D、它们做圆周运动的周期T_a<T_b<T_c

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9. 如图所示，矩形区域MPQN长 $M N = \sqrt{3} d$ ，宽 $M P = d$ ，一质量为 $m ($ 不计重力 $)$ 、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度 $v_{0}$ 水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为（）

A、 $\frac{3 v_{0}}{4}$ B、 $\frac{4 v_{0}}{3}$ C、 $\frac{3 v_{0}}{2}$ D、 $\frac{2 v_{0}}{3}$

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10. 如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN ，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示 $.$ 不计重力空气阻力，则下列说法中正确的是 $($ 　　 $)$

A、甲带负电荷，乙带正电荷 B、洛伦兹力对甲乙均做正功 C、甲的速率大于乙的速率 D、甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间

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11. 科学研究中经常利用磁场来改变带电粒子的运动状态 $.$ 现有两个速率相同的质子分别在磁感应强度大小为 $B_{1}$ 、 $B_{2}$ 的匀强磁场中做匀速圆周运动 $.$ 已知 $B_{1} = 2 B_{2}$ ，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A、两质子所受洛仑兹力大小之比 $f_{1}$ ： $f_{2} = 1$ ：2 B、两质子加速度的大小之比 $a_{1}$ ： $a_{2} = 2$ ：1 C、两质子运动的轨道半径之比 $r_{1}$ ： $r_{2} = 1$ ：1 D、两质子运动的角速度之比 $ω_{1}$ ： $ω_{2} = 1$ ：1

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12. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m_a、m_b、m_c。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（）

A、 $m_{a} > m_{b} > m_{c}$ B、 $m_{b} > m_{a} > m_{c}$ C、 $m_{c} > m_{a} > m_{b}$ D、 $m_{c} > m_{b} > m_{a}$

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13.
如图虚线上方有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度ω逆时针匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确反映线框转动一周感应电流随时间变化的图像是（）

A、 B、 C、 D、

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14. 如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以速度 $v_{1}$ 从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，已知OC与OB成 $60^{\circ}$ 角 $.$ 现将该带电粒子的入射速度大小变为 $v_{2}$ ，仍从A点沿原方向射入磁场，结果发现粒子在磁场中的运动时间是2t ，则 $v_{2}$ 是 $v_{1}$ 的多少倍？ $($ 　　 $)$

A、2 B、 $\frac{1}{2}$ C、3 D、 $\frac{1}{3}$

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二、多选题

15. 关于洛伦兹力的特点下列说法正确的是(　　)

A、洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向 B、洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力 C、当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力 D、只要电荷放在磁场中，就一定受到洛伦兹力

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16. 带电粒子在匀强磁场中运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是 $($ 　　 $)$

A、与磁场方向相同 B、与运动方向相同 C、与运动方向垂直 D、与磁场方向垂直

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17. 用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法（）

A、将其磁感应强度增大为原来的2倍 B、将其磁感应强度增大为原来的4倍 C、将D形盒的半径增大为原来的2倍 D、将D形盒的半径增大为原来的4倍

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18. 速度相同的一束粒子（不计重力）经过速度选择器后射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）

A、这束带电粒子带正电 B、速度选择器的P₁极板带负电 C、能通过狭缝S₀的带电粒子的速率等于 $\frac{E}{B_{1}}$ D、若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小

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三、综合题

19. 一个初速度为零的质子，经过电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，已知质子质量m ，电量q ，试求：

(1)、质子进入磁场中的速度大小；

(2)、质子在磁场中运动时受到的洛仑兹力的大小．

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20. 如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B₀；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB₀(常数λ>1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v₀从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)：

(1)、粒子运动的时间；

(2)、粒子与O点间的距离．

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21. 如图，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力。求

(1)、粒子在磁场中做圆周运动的半径；

(2)、粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间。

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22. 如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v₁ ，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求：

(1)、磁场的磁感应强度大小；

(2)、甲、乙两种离子的比荷之比。

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23. 如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场．在x≥0区域，磁感应强度的大小为B₀；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB₀（常数λ＞1）．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子以速度v₀从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）

(1)、粒子运动的时间；

(2)、粒子与O点间的距离．

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24.
如图所示，平行板电容器两极板间电压为U，两板正着开有小孔S₁、S₂ ， S₂右侧存在一上下无界、宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场右边界与电容器极板平行．整个装置处于真空中，现从S₁处引入一个初速度为零、质量为m、电荷量为e的电子，电子经电场加速后从S₂孔进入磁场，且刚好未能从磁场右边界射出，不计电子重力，求：

(1)、电子经电场进入磁场时的速度大小v；

(2)、匀强磁场的磁感应强度的大小B．

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备考2019年高考物理一轮专题： 第38讲 磁场对运动电荷的作用

一、单选题

二、多选题

三、综合题

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