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1、精品教案可编辑磁场对运动电荷的作用1如图所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向平行于轴线在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M、N，现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子，从M孔以角入射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)则从N孔射出的离子()A是正离子，速率为kBR/cos B是正离子，速率为kBR/sin C是负离子，速率为kBR/sin D是负离子，速率为kBR/cos 解析：根据左手定则可判断出，从N 孔射出的离子是正离子，选项C、D可先被排除；从 N 孔射出的离子在磁场中做匀速圆周运
2、动，其运动轨迹所对圆心角等于入射离子运动方向的偏向角2，如图所示，根据几何关系可求出，离子做圆周运动的轨道半径rRsin，再根据洛伦兹力提供向心力有qvB mv2r，可解得：vkBRsin，综上分析，只有选项B正确答案：B精品教案可编辑2(多选)如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则()A从P射出的粒子速度大B从Q射出的粒子速度大C从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长解析：根据图象可知，从Q 射出的粒子轨道半径大，根据公式 rmvqB可知，当粒子比荷相同时，轨道半径大的表示入射速
3、度大，选项A错误，选项B正确；两粒子入射点的速度方向与运动轨迹圆弧对应的弦之间的夹角即弦切角均为A，其运动轨迹对应的圆心角均为2 A，所以它们在磁场中的运动时间均是各自运动周期的A/倍(其中A单位取 rad)，又根据公式T2mqB可知，两粒子的运动周期相等，所以两粒子在磁场中运动的时间一样长，选项C错误，选项D正确答案：BD3(多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力)现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的()精品教案可编辑解析：由左手定则判定圆环受到的洛伦兹力向
4、上，若qvB mg，则弹力为零，摩擦力为零，圆环做匀速直线运动，选项A正确；若qvBmg，则杆对圆环有弹力，摩擦力不为零，圆环做减速运动，当速度减小到使洛伦兹力与重力平衡时，将做匀速直线运动，选项D正确；若qvBmg，则杆对圆环有弹力，摩擦力不为零，圆环做加速度逐渐增大的减速运动，最终速度变为零，选项C错误无论哪种情况，圆环都不可能做匀减速运动，选项B错误答案：AD4(多选)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子，图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d
5、的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A粒子带正电B射出粒子的最大速度为qB（3dL）2mC保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析：根据题意，粒子进入磁场后向右偏转，所受洛伦兹力方向向右，根据左手定则，粒子应带负电，A错误；粒子能够从右边精品教案可编辑缝中射出，则最大半径为3d2L2，最小半径为L2，由于洛伦兹力充当向心力，所以 qvB mv2r，可得：vmaxqB（3d L）2m，vminqBL2m，所以，vmaxvmin3qBd2m.分析可得，B、C正确，D项错
6、误答案：BC5如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子()A速率一定越小B速率一定越大C在磁场中通过的路程越长D在磁场中的周期一定越大解析：根据公式T2mqB可知，粒子的荷质比相同，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期相同，选项D错误；如图所示，这些粒子进入有界磁场后在磁场中的运动时间与它们在磁场中的运动圆弧所对应的圆心角有关，设圆心角为，则运动时间t360 T，在
7、磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，运动半径越小，根据rmvqB可知，速率一定越小，选项A正确，选项B错误；粒子在磁场中通过的路程s r，与轨迹半径和圆心角有关，由图可知，选项C错误精品教案可编辑答案：A6(多选)如图所示，在竖直放置的金属板M上放一个放射源C，可向纸面内各个方向射出速率均为v的带正电粒子，P是与金属板M平行的足够大的荧光屏，到M的距离为d.现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M板向上射出的粒子刚好垂直打在荧光屏上若粒子的质量为m，电荷量为2e，不计重力，则()A磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B的大小为2mvedB磁场方向垂直纸面向外，
8、磁感应强度B的大小为mv2edC在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2dD在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为4d解析：粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，精品教案可编辑粒子的轨道半径为d，由 2evB mv2d得：Bmv2ed，故B项正确；亮斑区的上边界是沿M 板向上射出的粒子，经1/4圆弧到达的a点；亮斑区的下边界是垂直M 板射出的粒子，经1/4圆弧与屏相切的 b 点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d，C项正确答案：BC7.(多选)(2015四川卷)如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1 cm，中点O与S间的距离d4.55
9、 cm，MN与SO直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B 2.0 10 4 T，电子质量m 9.1 10 31 kg，电量e1.6 10 19C，不计电子重力电子源发射速度v1.6 106 m/s 的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()A90 时，l9.1 cm B60 时，l9.1 cmC45 时，l4.55 cm D30 时，l4.55 cm解析：由已知 rmvqB4.55 cm四种情况如下图(1)90 由图可知范围为 9.1 cm，所以A项对；(2)60 由图可知范围小于 9.1 cm，所以B项错；精品教案可编辑(3)4
10、5 由图可知范围大于 4.55 cm，所以C项错；(4)30 由图可知范围等于 4.55 cm，所以D项对答案：AD8如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场以MN为边界，左侧磁感应强度为B1，右侧磁感应强度为B2，B12B22 T，比荷为2106C/kg的带正电粒子从O点以v0 4 104m/s 的速度垂直MN进入右侧的磁场区域，求粒子通过距离O点 4 cm 的磁场边界上的P点所需的时间.解析：粒子在右侧磁场B2中做圆周运动，由 qvB2mv2R2，解得 R2mv0qB22 cm.故粒子经过半个圆周恰好到达P 点，轨迹如图1 所示，则粒子运动的时间精品教案可编辑t2T22mqB22106s.由于 B
11、12B2，由上面的求解可知粒子从P 点射入左边的磁场后，做半径R112R21 cm的圆周运动，经过两次周期性运动可再次经过P 点，轨迹如图2 所示，则粒子运动的时间tT1T232106s.所以，粒子通过距离O 点 4 cm的磁场边界上的P 点所需的时间为2 106s或32 10 6s.答案：210 6s或32106s9 在边长为2a的ABC内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场，有一带正电q，质量为m的粒子从距A点3a的D点垂直AB方向进入磁场，如图所示，若粒子能从AC间离开磁场，求粒子速率应满足什么条件及粒子从AC间什么范围内射出.解析：如图所示，设粒子速率为v1时，其圆轨迹正好与AC
12、边相切于 E点由图知，在AO1E 中，Q1ER1，O1A3a R1由cos 30 O1EO1A得32R13aR1解得 R1 3(23)a精品教案可编辑则 AEO1A23a R12(233)a又由 qv1Bmv21R1得 v1qBR1m3（23）qBam则要粒子能从AC 间离开磁场，其速率应大于v1.如图所示，设粒子速率为v2时，其圆轨迹正好与BC 边相切于F 点，与 AC 相交于 G 点易知 A 点即为粒子轨迹的圆心，则R2AD AG3a又由 qv2Bmv22R2得 v23qBam，则要粒子能从AC 间离开磁场，其速率应小于等于v2.综上，要粒子能从AC 间离开磁场，粒子速率应满足3（23）qBamv 3qBam.粒子从距 A 点(233)a 3a 的 EG 间射出答案：3（23）qBamv 3qBam距 A 点(233)a 3a 之间