高中物理知识点复习《粒子在有界磁场中运动》考点预测（2020年押题版）(四) 2020-08-09 22:54:57 【大 中 小】 1、选择题  如图所示圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是(    ) A．a粒子速率最大 B．c粒子在磁场中运动的时间最长 C．c粒子速率最大 D．它们做圆周运动的周期 参考答案：C 本题解析：由带电粒子在磁场中的偏转半径公式R=，因为质量m、q、B都相等，所以半径越大的，速度也越大，因为c的半径最大，故它的速度最大，C正确；因为粒子的磁场中做圆周运动的周期为T=，大小是不变的，故D错误；而c粒子在磁场中的偏角最小，故它在磁场中的运动时间最短，B错误。 考点：粒子在磁场中的偏转。 本题难度：一般 2、其他   在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到z轴距离的2倍，重力加速度为g．求： (1)小球运动到任意位置P(x，y)的速率 (2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym. (3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率．                                         参考答案： （1）  （2） （3） 本题解析： ⑴洛伦兹力不做功，由动能定理得         ① 解得         ② ⑵设在最大距离处的速率为，根据圆周运动有         ③ 且由②知       ④ 由③④及得        ⑤ ⑶小球运动如图所示，由动能定理得       ⑥ 由圆周运动得        ⑦ 且由⑥⑦及解得 本题难度：困难 3、选择题  一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹（　　） A．可能为圆弧a B．可能为直线b C．可能为圆弧c D．a、b、c都有可能

参考答案：A

本题解析：

本题难度：简单

4、选择题  关于带电粒子在磁场中的运动，下面哪些说法是错误的（不计重力）（　　）
A．粒子逆着磁力线射入磁场，磁场力做负功，粒子的动能减少
B．粒子垂直磁力线射入匀强磁场，其所受洛仑兹力只改变它的速度方向，不改变速度的大小，粒子将作匀速圆周运动
C．无论沿任何方向射入磁场，洛仑兹力对粒子都不做功
D．粒子沿磁力线射入匀强磁场，它不受磁场力作用，做匀速直线运动

参考答案：A：粒子逆着磁力线射入磁场，不受到磁场力作用，所以不存在磁场力作功，谈不上动能减小，故A错误；
B：粒子垂直磁力线射入匀强磁场，其所受洛仑兹力方向总和运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，故B正确；
C：无论沿任何方向射入磁场，根据左手定则，洛伦兹力的方向一定与速度的方向垂直，所以洛伦兹力都不做功．故C正确；
D：粒子沿磁力线射入匀强磁场，它不受磁场力作用，做匀速直线运动，故D正确．
本题选择错误的，故选：A

本题解析：

本题难度：简单

5、选择题  如图，在半径为R=

mv0 qB

的圆形区域内有水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B．圆形区域右侧有一竖直感光板MN．带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场，已知粒子质量为m，电量为q，粒子重力不计．若粒子对准圆心射入，则下列说法中错误的是（　　）
A．粒子一定沿半径方向射出
B．粒子在磁场中运动的时间为

πm 2qB

C．若粒子速率变为2v0，穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D．粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场，离开磁场后一定垂直打在感光板MN上

参考答案：A、带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面且对准圆心射入磁场，根据对称性，一定沿半径方向射出，故A正确；
B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
qv0B=mv2r
解得：
r=mv0qB
粒子的运动轨迹如图：
轨迹圆弧对应的圆心角为π2，故：
运动时间为：
t=π22πT=14T=πm2qB，故B正确；
C、若粒子速率变为2v0，则轨道半径变为2R，运动轨迹如图：
故不是垂直打到感光板MN上，故C错误；
D、，当带电粒子以v0射入时，带电粒子在磁场中的运动轨道半径为R．
设粒子射入方向与PO方向夹角为θ，带电粒子从区域边界S射出，带电粒子运动轨迹如图所示．
因PO3=O3S=PO=SO=R
所以四边形POSO3为菱形
由图可知：PO∥O3S，v3⊥SO3
因此，带电粒子射出磁场时的方向为水平方向，与入射的方向无关．
故D正确；
本题选错误的，故选：C．

本题解析：

本题难度：简单

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