北京市普通高中2022-2023学年高二下学期合格考物理专题复习：考点10 带点粒子在磁场中运动

考点十、带点粒子在磁场中运动 一、多选题(共0分) 1．下图所示的四幅图中，分别标出了磁场方向、带正电粒子的运动方向和其所受洛伦兹力的方向，其中正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（　　） A． B． C． D． 二、单选题(共0分) 3．在图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛仑兹力方向的是 A． B． C． D． 4．如图所示是磁感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对运动电荷的作用力f三者方向的相互关系图，其中不正确的是（B、f和v两两垂直）（       ） A． B． C． D． 5．在物理学的发展过程中，有一些科学家由于突出的贡献而被定义为物理量的单位以示纪念。下面对高中学习的物理单位及其相对应的科学家做出的贡献叙述正确的是（　　） A．力的单位是牛顿（N），牛顿通过实验测定出万有引力常量 B．电量的单位是库伦（C），库伦通过实验测定出元电荷 C．磁感应强度的单位是特斯拉（T），特斯拉发现了电流的磁效应 D．功的单位是焦耳（J），焦耳发现了电流的热效应规律 6．小磁针处在如图所示的磁场中，小磁针的运动情况是（　　） A．顺时针转动，最后静止，N极指向右方 B．顺时针转动，最后静止，N极指向左方 C．逆时针转动，最后静止，N极指向右方 D．逆时针转动，最后静止，N极指向左方 三、填空题(共0分) 7．放射源中有三种不同的粒子，其中一种不带电，另两种分别带正负电荷，置于磁场中，形成如图三条轨迹，则不带电的粒子的轨迹是____________，带负电的粒子的轨迹是____________． 8．如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针的____极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相_____（填“同”或“反”）。 四、解答题(共0分) 9．如图所示，在xoy坐标系的第一象限内存在着垂直于平面的匀强磁场，一质量为m带电荷量为+q的小球，以速度v沿x轴正方向射入磁场，恰好在磁场里做匀速直线运动。求： （1）磁场的方向? （2）磁场的磁感强度的大小? 10．我们可以用打点计时器、频闪照相机、速度传感器等器材测量宏观物体的速度。由于电子、质子等微观粒子的运动速度通常比较大，且不易观察，用这些器材难以测量微观粒子的速度。某同学设想根据带电粒子在电场、磁场中的运动来测量它的速度。首先，他通过查阅资料知道某种带电粒子的质量为m，电荷量为+q；然后，他让该带电粒子以某一水平速度射入一个存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，在这个区域中电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。调整电场和磁场的强弱，使粒子恰好做匀速直线运动，此时电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B。不计粒子重力。 (1)求粒子射入该区域时速度的大小v； (2)请你再设计一种测量该带电粒子速度大小的方案。 11．如图所示，竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E=5×103N/C，一个电荷量为q=4×10－5C的负电荷，以v=2×103m/s的速度水平向右垂直进入电场，电荷的重力不计，欲使电荷保持原来的运动方向做匀速直线运动，可在电场区域叠加一个匀强磁场，为了使所加磁场的磁感强度最小，求所加磁场的方向和磁感应强度的大小。 12．如图所示，空间某区域存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为 E，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。一电荷量为+q的粒子以某一速 度水平向右射入该区域，恰好能够做匀速直线运动。不计粒子重力。 (1)求该粒子射入该区域时速度的大小 v； (2)若一电荷量为 q 的粒子，以相同的速度 v 从同一位置射入该区域，不计粒子重力。请判断该粒子能否做匀速直线运动，并说明理由。 13．如图是质谱仪的工作原理示意图．其中速度选择器内的磁场与电场相互垂直，磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里．两极板间的距离为d，通过调节两极板间的电势差，可使不同速度的带电粒子沿直线通过速度选择器．带电粒子通过速度选择器之后，从O点垂直于磁场方向射入磁感应强度为B2的匀强磁场，经历半个圆周打在照相底片上．一束电荷量均为q的带电粒子射入速度选择器，当两极板间的电势差为U时，一部分粒子打到照相底片的A点；当两极板间的电势差为3U是，另一部分粒子打到照相底片的C点．经过测量O、A之间的距是A、C之间的距离的两倍．不计粒子重力．求： （1）上述两部分粒子的速度之比； （2）上述两部分粒子的质量之比； 14．质谱仪是一种研究带电粒子的重要工具，它的构造原理如图所示．粒子源S产生的带正电的粒子首先经M、N两带电金属板间的匀强电场加速，然后沿直线从缝隙O垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，在