微练(二十七) 磁场对运动电荷的作用-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

微练(二十七)　磁场对运动电荷的作用 一、单项选择题 1.如图所示,螺线管中通入正弦交流电,将电子沿轴线方向射入后,电子在螺线管中的运动情况是 (　　) A.往复运动 B.匀速圆周运动 C.匀速直线运动 D.匀变速直线运动 解析　螺线管中磁场方向始终为水平方向,电子的速度方向始终与磁场方向平行,所以电子始终不受洛伦兹力,电子做匀速直线运动,C项正确。 答案　C 2.某带电粒子以速度v垂直射入匀强磁场中,粒子做半径为R的匀速圆周运动。若粒子的速度变为2v,则下列说法正确的是 (　　) A.粒子运动的周期变为原来的 B.粒子运动的半径仍为R C.粒子运动的加速度变为原来的4倍 D.粒子运动轨迹所包围的磁通量变为原来的4倍 解析　带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,由向心力公式有qvB=,解得粒子运动的半径R=,若粒子的速度变为2v,粒子运动的半径为2R,故B项错误;粒子运动的周期T==,可见,若粒子的速度变为2v,粒子运动的周期不变,故A项错误;粒子运动的加速度a==,若粒子的速度变为2v,粒子运动的加速度变为原来的2倍,故C项错误;粒子运动轨迹所包围的面积S=πR2=π,若粒子的速度变为2v,粒子运动轨迹所包围的磁通量BS变为原来的4倍,故D项正确。 答案　D 3.如图所示,由绝缘细线悬挂的带负电荷的小球,在一匀强磁场中摆动,匀强磁场的方向垂直纸面向里,小球在AB间摆动过程中,由A摆到最低点C时,细线拉力的大小为F1,小球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,细线拉力的大小为F2,小球加速度大小为a2,则 (　　) A.F1>F2,a1=a2 B.F1<F2,a1=a2 C.F1>F2,a1>a2 D.F1<F2,a1<a2 解析　细线的拉力、洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直,不做功,只有重力做功,小球在C点的速率相同,因为a=,所以a1=a2,当小球由A摆到最低点C时,细线的拉力和洛伦兹力方向相同,由B摆到最低点C时,细线的拉力与洛伦兹力方向相反,故F1<F2,B项正确。 答案　B 4.如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带正电粒子以速度v0从A点沿直径AC方向射入磁场,从D点离开磁场,半径OD与OC成60°角,不计粒子重力,则带电粒子的比荷为 (　　) A.= B.= C.= D.= 解析　根据题意,洛伦兹力提供向心力,由qv0B=,得=,由几何关系求得tan 60°=,所以带电粒子的比荷为=,故C项正确。 答案　C 5.如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场,一个带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴负方向成60°角,不计粒子所受的重力,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中运动,到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷及所带电荷的正负是 (　　) A.,正电荷 B.,负电荷 C.,正电荷 D.,负电荷 解析　带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示,由几何知识可得θ=60°,α=30°,运动到x轴的最大距离为a,则有粒子的轨道半径r与a的关系为a=r+rsin 30°=r由洛伦兹力提供向心力,可得qvB=m,=,由解析图和左手定则可知,粒子带负电,因此A、C、D三项错误,B项正确。 答案　B 6.如图所示,虚线两侧的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ均垂直纸面向里,磁场Ⅱ的磁感应强度是磁场Ⅰ的磁感应强度的倍。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从虚线上P点沿与虚线成30°角的方向、以速度v0垂直射入磁场Ⅰ,从虚线上的Q点第一次进入磁场Ⅱ,一段时间后粒子再次经过Q点,P点和Q点的距离为d,不计粒子的重力,则磁场Ⅰ的磁感应强度大小和粒子两次经过Q点的时间间隔分别为 (　　) A., B., C., D., 解析　粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系可得,粒子在磁场Ⅰ中运动的半径为r1=d,由洛伦兹力提供向心力得qv0B1=m,解得B1=,磁场Ⅱ的磁感应强度是磁场Ⅰ磁感应强度的倍,所以粒子在磁场Ⅱ中运动的半径为r2=d,粒子在磁场Ⅰ中运动的周期为T1==,粒子在磁场Ⅱ中运动的周期为T2==,两次经过Q点的时间间隔为t=2×T1+3×T2=,A项正确。 答案　A 7.如图所示,在直角坐标系xOy中有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子(不计粒子受到的重力)从原点O以大小为v的初速度沿x轴正方向射入磁场,粒子恰好能通过坐标为(3L,4L)的P点。磁场的磁感应强度大小为 (　　) A. B. C. D. 解析　粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,根据几何关系可知cos θ==,R==L,又因为qvB=m,解得B=,C项正确。 答案　C 8.如图所示,半径为r的半圆abc内部没有磁场,半圆外部空间有垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),比荷为p的带