2021高考物理专题磁场对运动电荷的作用含答案

专练专练磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 1.“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 () A. TB．TC. T3D．T2 2．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R， 磁场方向垂直于横截面．一质量为 m、电荷量为 q(q0)的粒子以速率 v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向 60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为() 3mv0mv03mv03mv0 A. 3qR B. qR C. qR D. qR 3. 如图所示，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸 面)， 磁感应强度大小为 B， 方向垂直于纸面向外， 一电荷量为 q(q0)、 质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入磁场区域， 射入点与 ab 的距离为 R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60°，则粒子的速率为(不计重力)() qBRqBR3qBR2qBR A. 2m B. m C. 2m D. m 4. (多选)如图所示，两个初速度大小相同的同种离子 a 和 b，从 O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏 P 上，不计重力．下列 说法正确的是() A．a、b 均带正电 B．a 在磁场中飞行的时间比 b 的短 C．a 在磁场中飞行的路程比 b 的短 D．a 在 P 上的落点与 O 点的距离比 b 的近 5. 如图，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() 2 A．2B. 2C．1D. 2 6．两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 7．(多选)电视显像管上的图象是电子束打在荧光屏的荧光点上 产生的．为了获得清晰的图象，电子束应该准确地打在相应的荧光点 上．电子束飞行过程中受到地磁场的作用， 会发生我们所不希望的偏 转．从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中， 关于电子由于受 到地磁场作用的运动情况正确的是(重力不计)() A．电子受到一个与速度方向垂直的变力 B．电子在竖直平面内做匀变速曲线运动 C．电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变 D．电子在竖直平面内的运动是匀变速直线运动 8．(多选) 图示为正、负粒子对撞的模拟图，一系列带等量电荷的正、负粒 子经左侧的串列加速度器加速后沿直线向右运动离开加速器，控制 正、负粒子使其沿圆管的切线方向进入， 然后在垂直圆管平面的匀强 磁场的作用下沿圆管做匀速圆周运动， 最终正、负粒子在圆管的最右 端发生正碰，已知串列加速器的加速电压大小为 U，磁场的磁感应强 q 度大小为 B，正、负粒子的比荷均为m.则() q A．如果 U 保持不变，m越大，则 B 越大 q B．如果 U 保持不变，m越大，则 B 越小 q C．如果m保持不变，U 越大，则粒子在磁场中的运行周期越小 q D．如果m保持不变，粒子在磁场中的运行周期与 U 无关，且为 一定值 9. 如图所示，以直角三角形 ABC 为边界的区域内存在垂直纸面向 里的匀强磁场，其中∠A＝90°，∠B＝30°，AC＝a.A 点的发射源能向 qBa 磁场区域内任意方向发射带负电的粒子，粒子的初速度为v0＝ m ， q 粒子的比荷为m，粒子初速度的方向与边界 AB 的夹角用 θ 表示，忽 略粒子的重力以及粒子间的相互作用．则() A．粒子不可能经过 C 点 B．要使粒子在该场中运动的时间最短，则θ＝60° C．若 θ0)．粒子沿纸面以 大小为 v 的速度从 OM 的某点向左上方射入磁场，速度与OM 成 30° 角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，并从 OM 上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线 O 的距离为() mv3mv2mv4mv A.2qBB. qB C. qB D. qB 4．(·四川理综) 如图所示， 正六边形 abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场． 一 带正电的粒子从 f 点沿 fd 方向射入磁场区域，当速度大小为 vb时， 从 b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tb；当速度大小为 vc时，从 c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tc，不计粒子重力．则() A．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝2∶1B．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝1∶2 C．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝2∶1D．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝1∶2 练模拟——明趋势 5．(河北邢台质检) 如图所示，边长为 L 的正方形有界匀强磁场 ABCD，带电粒子从 A 点沿 AB 方向射入磁场，恰好从C 点飞出磁场；若带电粒子以相同 的速度从 AD 的中点 P 垂直 AD 射入磁场， 从 DC 边的 M 点飞出磁场 (M 点未画出)．设粒子从 A 点运动到 C 点所用时间为 t1，由 P 点运动 到 M 点所用时间为 t2(带电粒子重力不计)，则 t1∶t2为() A．2∶1B．2∶3C．3∶2D. 3∶ 2 6．(广东广州综合测试(一)) 不计重力的两个带电粒子 M 和 N 沿同一方向经小孔 S 垂直进入 qM 匀强磁场，在磁场中的运动径迹如图．分别用vM与 vN，tM与 tN，m M qN 与m表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，则() N qMqN A．如果m＝m，则 vMvN MN qMqN B．如果m＝m，则 vMm MN qMqN D．如果 tM＝tN，则mm MN 7．(多选)(福建福州质检) 在半径为 R 的圆形区域内， 存在垂直圆面的匀强磁场． 圆边上的 P 处有一粒子源，沿垂直于磁场的各个方向，向磁场区发射速率均为 v0的同种粒子，如图所示．现测得：当磁感应强度为 B1时，粒子均 1 从由 P 点开始弧长为2πR 的圆周范围内射出磁场；当磁感应强度为 2 B2时， 粒子则从由 P 点开始弧长为3πR 的圆周范围内射出磁场． 不计 粒子的重力，则() A．前后两次粒子运动的轨迹半径之比为 r1∶r2＝ 2∶ 3 B．前后两次粒子运动的轨迹半径之比为r1∶r2＝2∶3 C．前后两次磁感应强度的大小之比为 B1∶B2＝ 2∶ 3 D．前后两次磁感应强度的大小之比为 B1∶B2＝ 3∶ 2 8．(湖南衡阳联考) 如图所示，矩形虚线框 MNPQ 内有一匀强磁场，磁场方向垂直 纸面向里．a、b、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向