新教材适用2024版高考物理一轮总复习第10章磁场 第2讲磁场运动电荷的作用 课件+练案（含解析）

练案[28]第2讲　磁场对运动电荷的作用 一、选择题(本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选) 1．(2023·湖南高三课时练习)如图所示，真空中竖直放置一长直细金属导线MN，电流向上。空间中做一与导线同轴的半径为R的柱面。光滑绝缘管ab水平放置，端点a、b分别在柱面上。半径略小于绝缘管内径的带正电小球自a点以速度v0向b点运动过程中，下列说法正确的是( C ) A．小球先加速后减速 B．小球受到的洛伦兹力始终为零 C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零 D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向向上 [解析]如图为俯视图，根据安培定则，磁感线如图中虚线所示，洛伦兹力不做功，小球速率不变，A错误；当小球运动到ab中点时，小球速度方向与磁感应强度方向平行，不受洛伦兹力作用，自a点到ab中点，小球受到的洛伦兹力沿柱面向下，自ab中点至b点，受到的洛伦兹力沿柱面向上，C正确，BD错误。 2．(2023·云南省玉溪高三开学考试)如图，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点和B点向最低点O运动，经过O点时(丝线均保持伸直状态)( C ) A．小球所受的洛伦兹力相同 B．丝线所受的拉力相同 C．小球的动能相同 D．小球的速度相同 [解析]小球分别从A、B两点释放，经过O点时，速度的方向不同，洛伦兹力的方向也不同，即速度和洛伦兹力都不相同，故A、D错误；因为经过O点时，速度的方向不同，则洛伦兹力的方向也不同，拉力的大小不同，故B错误；由于洛伦兹力不做功，小球经过O点时速度的大小相同，小球的动能相同，选项C正确。 3．(2021·全国乙卷)如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60°。不计重力，则为( B ) A. B. C. D. [解析]根据题意作出粒子的轨迹如图所示设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径r1＝R，第二次的半径r2＝R，根据洛伦兹力提供向心力有qvB＝，可得v＝。所以＝＝，故选B。 4．(2023·湖北高三模拟)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 ) A．vb?vc＝1?2，tb?tc＝2?1 B．vb?vc＝2?1，tb?tc＝1?2 C．vb?vc＝2?1，tb?tc＝2?1 D．vb?vc＝1?2，tb?tc＝1?2 [解析]如图所示设正六边形的边长为l，当带电粒子的速度大小为vb时，其圆心在a点，轨道半径r1＝l，转过的圆心角θ1＝π，当带电粒子的速度大小为vc时，其圆心在O点(即fa、cb延长线的交点)，故轨道半径r2＝2l，转过的圆心角θ2＝，根据qvB＝m得v＝，故＝＝，由T＝得T＝，所以两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，又因为t＝T，可得＝＝2，A正确，BCD错误。 5．(2023·安徽定远县高三阶段练习)如图所示，在绝缘板MN上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。距离绝缘板d处有一粒子源S，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射电荷量为q、质量为m、速率为v的带正电粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，已知粒子做圆周运动的半径也恰好为d，则( B ) A．粒子能打到板上的区域长度为2d B．能打到板上最左侧的粒子所用的时间为 C．粒子从发射到打到板上的最长时间为 D．同一时刻发射的粒子打到板上的最大时间差为 [解析]粒子受到的洛伦兹力充当向心力，粒子运动的轨迹半径R＝d，粒子运动到绝缘板的两种临界情况如图甲所示 由几何关系可知，左侧最远处与S ... ...