高中物理考题精选（52）——磁场对运动电荷的作用1、如图所示，Q1、Q2是两个等量正电荷，固定在绝缘平面内，在其连线上有一光滑绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在区域同时存在一个匀强磁场，磁场方向如图所示，不计小球重力。从靠近Q2的图示某位置由静止释放小球，小球在整个运动过程中（）A．速度一直增大B．加速度一直增大C．所受洛伦兹力大小一直变化D．所受洛伦兹力方向一直不变答案C 2、三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速度v1、v2和v3经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里，整个装置处在真空中，且不计重力。最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3，则（）A．s1＜s2＜s3 B．s2＞s3＞s1 C．s1＝s3＞s2 D．s1＝s3＜s2答案D3、在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )答案BC4、如图，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀强磁场，则（ ）-30-\nA．电子的速率越大，在磁场中的运动轨迹半径越小B．电子的速率不同，在磁场中的运动周期也不同 C．电子的速率不同，它们在磁场中运动的时间可能相同 D．电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大答案CD5、航天员若要走出舱外，所穿的宇航服必须要能阻挡宇宙射线的辐射．而射向地球的绝大多数宇宙射线，在地磁场洛仑兹力的作用下发生偏转，基本到达不了地球表面．如图所示，一束带正电粒子流（类似于宇宙射线）沿图中箭头所示方向通过两磁极间时，其偏转方向为（ ） A．向上B．向下C．向N极D．向S极答案A分析：根据蹄形磁铁的磁场方向，负电荷的运动方向，运用左手定则判断出洛伦兹力的方向，从而确定粒子的偏转方向．解：蹄形磁铁的磁场方向由N指向S，带电粒子的方向，根据左手定则，洛伦兹力方向向上，则粒子向上偏转，故A正确，B、C、D错误．6、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是 （ ）A、小球受到的洛仑兹力 B、摆线的拉力C、小球的动能 D、小球的加速度答案CD-30-\n7、如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的恒力F拉乙物块，在使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上加速运动的阶段中（ ）A．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变C．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小D．乙物块与斜面之间的摩擦力不断减小答案AD解析：对整体，分析受力情况：重力、斜面的支持力和摩擦力、洛伦兹力，洛伦兹力方向垂直于斜面向上，则由牛顿第二定律得：m总gsinα-f=ma ①FN=m总gcosα-F洛②随着速度的增大，洛伦兹力增大，则由②知：FN减小，乙所受的滑动摩擦力f=μFN减小，故D正确；以乙为研究对象，有：m乙gsinθ-f=m乙a ③m乙gcosθ=FN′+F洛 ④由①知，f减小，加速度增大，因此根据③可知，甲乙两物块之间的摩擦力不断增大，故A、D正确，B、C错误；故选：AD．8、某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0-30-\n，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是（）A．只增大电压U B．只增大长度L C．只增大高度d D．只增大尘埃被吸入水平速度v0 答案AB9、如图所示，在电子射线管中，电子流方向由左向右，其上方放置一根电流方向向右的直导线，导线与电子射线管平行，则电子流方向将() A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸里偏转 D．向纸外偏转答案B10、如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑、槽的宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内．让小球获一初速度v0在槽内开始运动，与此同时，在一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大，设小球运动过程中带电荷量不变，那么（ ）A．小球在槽内做匀速圆周运动 B．小球需要的向心力大小不变C．磁场力对小球做功 D．小球受到的洛伦兹力不断增大-30-\n答案D11、足够长的光滑绝缘槽，与水平方向的夹角分别为α和β(α＜β)，如图所示，加垂直于纸面向里的匀强磁场，分别将质量相等，带等量正、负电荷的小球a和b，依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上的运动，下列说法中正确的是（ ）A．在槽上a、b两球都做匀加速直线运动，aa＞abB．在槽上a、b两球都做变加速直线运动，但总有aa＞abC．a、b两球沿直线运动的最大位移分别为Sa、Sb，则Sa＜SbD．a、b两球沿槽运动时间分别为ta、tb，则ta＜tb答案ACD12、如图所示，用丝线吊着一个质量为m的绝缘带电小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动，则两次经过O点时（ ）A．小球的动能相同B．丝线所受的拉力相同C．小球所受的洛伦兹力相同D．小球的向心加速度相同答案AD 13、如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为e/m的电子以速度v0从A点沿AB边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC边，磁感应强度B的取值为（） A．B＜ B．B＜ C．B＞ D．B＞-30-\n答案C14、如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点水平向右射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若让该粒子以相同初速度由O′点水平向左射入并从区域左边界穿出，则（） A．穿出位置一定在O点下方 B．穿出位置一定在O点上方C．穿出位置一定在O点 D．穿出时粒子的动能一定增大答案D15、如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将( ) A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸外偏转 D．向纸里偏转答案A16、如图所示，在相距为L，长为3L的平行金属板中间区域存在正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B（方向未画），电场方向竖直向下。有一群均匀分布的同种带电粒子，以相同速度从两板间水平射入，经过时间t，粒子沿直线穿过该区域。若在粒子进入板间时，撤去电场保留磁场，粒子恰好全部打在板上。不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用，粒子对原来电场和磁场的影响不计。试求：（1）该区域电场强度E大小；（2）该粒子的比荷q/m；（3）若粒子进入时撤去磁场保留电场，则射出该区域的粒子数为总数的多少？-30-\n答案（1）由题意可知： （1分）粒子通过速度选择器 （2分）结合上面式子可知E=3BL/t （1分）（2）若只有磁场存在时，恰好全部粒子落在极板上，则轨迹如右图所示，由勾股定理R2=（3L）2+（R-L）2 （1分）得到：R=5L （1分）洛仑兹力提供向心力 （1分）代入可得：q/m=3/5Bt （1分）（3）若撤去磁场，保留电场，即粒子做类平抛运动，（1分）Eq=ma （1分）代入可得：y=0.9L （1分）即只有10%的粒子能射出电场区域 （1分）17、如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间只充满与纸面平行的匀强电场或只充满与纸面垂直的匀强磁场的单一场区(场区都足够大)，现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0沿纸面射入场区，下列判断正确的是( )A．如果粒子回到MN上时速率不变，则该空间存在的一定是磁场B．如果粒子回到MN上时速率增大，则该空间存在的一定是电场C．若只增大水平初速度v0，发现粒子再回到MN上时速度方向与增大前相同，则该空间存在的一定是磁场D．若只增大水平初速度v0，发现粒子再回到MN所用的时间发生变化，则该空间存在的一定是电场-30-\n答案BD解析 若空间存在的是电场，等势面沿MN，则粒子回到MN上时，由动能定理得速率不变，A错；设空间中存在磁场，洛伦兹力永不做功，速度不可能增大，B对；若只增大水平初速度v0，粒子再回到MN上，若空间存在的是磁场，粒子做圆周运动的圆心角不变，而周期与粒子速度大小无关，由公式t＝·T得时间不变，所以该空间存在的一定是电场。18、电荷量为＋q、质量为m的滑块和电荷量为－q、质量为m的滑块同时从完全相同的光滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为θ，在斜面上加如图所示的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下面说法中不正确的是(不计两滑块间的相互作用)( )A．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，＋q会离开斜面B．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，－q会离开斜面C．当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为2mgcosθD．两滑块运动过程中，机械能均守恒答案B解析 当滑块开始沿斜面向下运动时，带正电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向上，带负电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向下，开始时两滑块沿斜面方向所受的力均为mgsinθ，均做匀加速直线运动，随着速度的增加，正电荷受的洛伦兹力逐渐变大，当qvB＝mgcosθ时，＋q恰能离开斜面，A正确，B错误；由于两滑块加速度相同，所以在＋q离开斜面前两者在斜面上运动的速度总相同，当＋q离开斜面时，－q受的洛伦兹力也满足qvB＝mgcosθ，方向垂直斜面向下，斜面对滑块的支持力大小为qvB＋mgcosθ＝2mgcosθ，故滑块对斜面的压力为2mgcosθ，C正确；由于洛伦兹力不做功，D正确。19、初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初始运动方向如图所示，则( )-30-\nA．电子将向左偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向右偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变答案C解析 本题考查了安培定则、左手定则及洛伦兹力永不做功的特点，意在考查考生对基本物理规律的理解和应用能力。由安培定则判断导线右方磁场方向是垂直纸面向里，再由左手定则判断电子将向右偏转。洛伦兹力永不做功，由动能定理得出电子速率不变，选项C正确。20、如图所示为一个质量为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，细杆处于磁感应强度为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30－17中的( )答案AD-30-\n由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图象；当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，A项正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，D项正确．21、空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷＋Q的电场，如图30－9所示，一带电－q的粒子以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能( )A．以点电荷＋Q为圆心，以r为半径的在纸平面内的圆周B．开始阶段在纸面内向右偏转的曲线C．开始阶段在纸面内向左偏转的曲线D．沿初速度v0方向的直线答案ABC解析：当电场力大于洛伦兹力时，如果电场力和洛伦兹力的合力刚好提供向心力，选项A正确；如果电场力大于洛伦兹力，选项C正确；当电场力小于洛伦兹力，选项B正确；由于电场力的方向变化，选项D错误．22、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．图30－7表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表的示数为I，那么板间电离气体的电阻率为( )A. B.-30-\nC. D.答案A解析：当发电机稳定发电时，等离子体做匀速直线运动，所以qvB＝qE＝q，即U＝Bdv，由I＝和r＝ρ得ρ＝，故A正确．23、如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从A点沿AB、AC方向抛出两带电小球，关于小球的运动情况，下列说法中正确的是( )A．从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动B．只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动C．做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动D．做直线运动的小球机械能守恒答案BC解析：小球运动过程中受重力、电场力、洛伦兹力作用，注意小球做直线运动一定为匀速直线运动；正电荷沿AB才可能做直线运动，做直线运动时电场力做正功，机械能增加，B、C正确．24、如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径．整个管道处于磁感应强度为B-30-\n的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度v0，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )A．0 B.m2C.mv D.m答案ACD解析：若带电球体所受的洛伦兹力qv0B＝mg，带电球体与管道间没有弹力，也不存在摩擦力，故带电球体克服摩擦力做的功为0，A正确；若qv0B＜mg，则带电球体在摩擦力的作用下最终停止，故克服摩擦力做的功为mv，C正确；若qv0B＞mg，则带电球体开始时受摩擦力的作用而减速，当速度达到v＝时，带电球体不再受摩擦力的作用，所以克服摩擦力做的功为m，D正确．25、在半径为R的圆形区域内有匀强磁场．在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同．两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场．在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是( )-30-\nA．带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B．从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C．从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D．从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场答案ABD解析：画轨迹草图如图所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故A、B、D正确．26、如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动-30-\n答案C27、如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将( )A．沿路径a运动，轨迹是圆B．沿路径a运动，轨道半径越来越大C．沿路径a运动，轨道半径越来越小D．沿路径b运动，轨道半径越来越小答案B解析：由r＝知，B减小，r越来越大，故电子的径迹是a.28、在观察阴极射线在磁场中偏转的实验中，当阴极射线管的AB两个电极接到高压电源时，阴极会发射电子，在电场的加速下飞向阳极形成电子束（射线）。电子束在如图的蹄形磁铁的磁场作用下，就会发生偏转。则关于电子束偏转方向及高压电电极连接的情况，哪个选项是正确的（）A.电子束向上偏转，A接正极，B接负极B.电子束向下偏转，A接正极，B接负极-30-\nC.电子束向上偏转，A接负极，B接正极D.电子束向下偏转，A接负极，B接正极答案D29、亥姆霍兹线圈由两组单环线圈组成，通入电流后两组线圈之间形成匀强磁场，如图（a）所示。玻璃泡抽真空后充入适量氩气，用电流加热一段时间后，阴极会向外喷射电子，并在阳极的吸引下形成稳定的电子束。亥姆霍兹线圈没有通电时，玻璃泡中出现如图（b）粗黑线所示的光束（实际上光束是蓝绿色的）。若接通亥姆霍兹线圈电源，就会产生垂直于纸面方向的磁场，则电子束的轨迹描述正确的是（图中只画出了部分轨迹）( )答案D30、利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )A．上表面电势高B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为-30-\nD．该导体单位体积内的自由电子数为答案BC解析：用左手定则判断知自由电子向上偏转，则上表面电势较低，A错，B对；稳定后，F电＝f洛，即q＝qvB，故U＝vBh，由此知，C对，D错．31、如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的( )A．速度 B．质量 C．电荷量 D．比荷答案AD解析 离子流在区域Ⅰ中不偏转，一定是qE＝qvB，v＝，A正确．进入区域Ⅱ后，做匀速圆周运动的半径相同，由r＝知，因v、B相同，所以只能是比荷相同，故D正确，B、C错误．32、如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是( )A．这三束正离子的速度一定不相同B．这三束正离子的质量一定不相同C．这三束正离子的电荷量一定不相同D．这三束正离子的比荷一定不相同-30-\n答案D解析 本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，速度选择器的知识．带电粒子在金属板中做直线运动，qvB＝Eq，v＝，表明带电粒子的速度一定相等，而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均无法确定；在磁场中R＝，带电粒子运动半径不同，所以比荷一定不同，D项正确．33、如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用．则( )A．若等离子体从右方射入，F向左B．若等离子体从右方射入，F向右C．若等离子体从左方射入，F向左D．若等离子体从左方射入，F向右答案AD解析 等离子体指的是整体显电中性，内部含有等量的正、负电荷的气态离子群体．当等离子体从右方射入时，正、负离子在洛伦兹力作用下将分别向下、上偏转，使上极板的电势低于下极板，从而在外电路形成由D流向C的电流，这一电流处在导线GH中电流所产生的磁场中，由左手定则可知，它所受安培力方向向左，所以A项对，B项错，同理可分析得知C项错，D项对．34、-30-\n我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光．极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图4所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关( )A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力做负功，使其动能减小C．靠近南北两极磁感应强度增强D．以上说法都不对答案BC解析 洛伦兹力不做功，空气阻力做负功．r＝，速率减小，B增大，所以半径减小．35、如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道ABC,AB为倾斜直轨道,BC为圆形轨道,圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个绝缘小球,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球从轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则 ( )A.经过最高点时,三个小球的速度应相等B.经过最高点时,甲球的速度应最小C.释放的甲球位置比乙球高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变答案选C、D。设甲、乙、丙三个小球刚好经过轨道最高点的速度分别为v甲、v乙、v丙,由左手定则可知甲球经过最高点时受洛伦兹力竖直向下、乙球经过最高点时受洛伦兹力竖直向上,对三个小球经过轨道最高点的瞬间,据牛顿第二定律分别有F洛+mg=m(①式)、mg-F洛′=m(②式)、mg=m(③式)。由以上①②③式可知v甲>v丙>v乙,则三个小球释放位置的高度满足h甲>h丙>h乙,由于三个小球运动过程中只有重力做功,则均保持机械能不变。由以上分析可知本题正确选项为C、D,选项A、B错误。-30-\n36、环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是（）A.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B.若加速电压一定,离子的比荷越大,磁感应强度B越小C.磁感应强度B一定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小D.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长答案选B。根据图示可知,正离子做逆时针方向的匀速圆周运动,负离子做顺时针方向的匀速圆周运动,磁场方向应垂直圆环平面向里,选项A错误;离子在加速电场中,qU=mv2,在环状空腔中的圆周运动满足qvB=m,则B=,对于比荷相等的正、负离子,加速电压一定,运动半径一定,则离子比荷越大,所需磁场的磁感应强度越小,选项B正确;离子在磁场中的运动速度为v=,磁感应强度相同,半径一定,比荷相同,正、负离子做圆周运动的速度相等,质量大的离子,其动能一定大,选项C错误;离子在环状空腔磁场中的运动时间为t==,与加速电压无关,选项D错误。37、如图所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图，它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，线圈中通有如图所示方向的电流．当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“·”表示电子束)，它将( )-30-\nA．向右偏转 B．向下偏转C．向上偏转 D．向左偏转答案C解析根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在右边，S极均在左边．即铁芯中间处的磁场方向是水平向左的．根据左手定则判定，由里向外射出的电子流受到的洛仑兹力向上；故电子束会向上偏转。38、如图所示，闭合小金属球从高h处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说法正确的是（ ）A、若是匀强磁场，球在左侧滚上的高度小于hB、若是匀强磁场，球在左侧滚上的高度等于hC、若是非匀强磁场，球在左侧滚上的高度等于hD、若是非匀强磁场，球在左侧滚上的高度小于h答案BD39、如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）A.a粒子动能最大 B.c粒子速率最大C.c粒子在磁场中运动时间最短 D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc答案BC-30-\n40、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（）A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转答案A41、速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是( )答案D 42、垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是下图中的( )．答案BC-30-\n解析 题中既没给出离子所带电性，又没给出匀强磁场的具体方向，因此可能有多个解．假设磁场方向垂直纸面向外，当离子带正电时，由左手定则可以判断离子刚飞入时所受洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子运动轨迹是B；同理可以判断当离子带负电时，运动轨迹是C，无论哪种情况，离子的运动轨迹都是和x轴相切的，A、D错误．43、如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的负粒子（重力不计），从A点正对绝缘圆筒中心O以一定速度射入筒内，圆筒半径为R。筒内有平行轴线方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，磁感应强度大小为B。若粒子与筒壁碰撞2次后恰从A点射出，且粒子与筒壁碰撞时无能量和电量损失，则（1）粒子在筒内磁场中将沿_____（填“顺时针”或“逆时针”）方向做匀速圆周运动；（2）粒子在筒内做匀速圆周运动的半径为________；（3）在相邻两次碰撞点之间粒子运动轨迹的圆心角为_______；（4）离子运动的速度大小必须满足___________答案（1）顺时针（2）（3）（4）解析粒子从A点进入磁场后，由左手定则可知沿顺时针方向做匀速圆周运动；轨迹示意图如图所示，由几何关系可知在相邻两次碰撞点之间轨迹圆弧所对的圆心角为，轨迹半径为；由，得。44、如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B在同一直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态。若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是（ ） A．小球A仍可能处于静止状态 B．小球A将可能沿轨迹1运动 C．小球A将可能沿轨迹2运动 D．小球A将可能沿轨迹3运动-30-\n答案AB【解析】若小球A带正电，小球A受重力和A、B之间的库仑力的作用（且库仑力为斥力），若重力的大小和库仑力的大小相反，则撤去绝缘板后，重力和库仑力仍大小相等而方向相反，故小球A仍处于静止状态，A正确；若库仑力大于重力，则可由左手定则判断B正确．45、如图甲为电视机显像管的整体结构示意图，其左端尾部是电子枪，被灯丝K加热的阴极能发射大量的“热电子”，“热电子”经过加速电压U加速后形成电子束，高速向右射出。在显像管的颈部装有两组相互垂直的磁偏转线圈L，图乙是其中一组“纵向”偏转线圈从右侧向左看去的示意图，当在磁偏转线圈中通入图示方向的电流时，在显像管颈部形成水平向左（即甲图中垂直纸面向外）的磁场，使自里向外（即甲图中自左向右）射出的电子束向上偏转；若该线圈通入相反方向的电流，电子束则向下偏转。改变线圈中电流的大小，可调节偏转线圈磁场的强弱，电子束的纵向偏转量也随之改变。这样，通过控制加在“纵向”偏转线圈上的交变电压，就可以控制电子束进行“纵向”（竖直方向）扫描。同理，与它垂直放置在颈部的另一组“横向”偏转线圈，通入适当的交变电流时，能控制电子束进行“横向”（水平方向）扫描。两组磁偏转线圈同时通入适当的交变电流时，可控制电子束反复地在荧光屏上自上而下、自左而右的逐行扫描，从而恰好能将整个荧光屏“打亮”。如果发现荧光屏上亮的区域比正常时偏小，则可能是下列哪些原因引起的 （ ）A．阴极发射电子的能力不足，单位时间内发射的电子数偏少B．偏转线圈在显像管的位置过于偏右C．加速电场电压过低，使得电子速率偏小D．通过偏转线圈的交变电流的最大值偏小，使得偏转磁场的最大磁感强度偏小答案D46、-30-\n如图所示，是电视机的显像管的结构示意图，荧光屏平面位于坐标平面xOz，y轴是显像管的纵轴线。位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出，这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y轴向y轴正方向射出，构成了显像管的“电子枪”。如果没有其它力的作用，从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原点O，使荧光屏的正中间出现一个亮点。当在显像管的管颈处的较小区域（图中B部分）加沿z轴正方向的磁场（偏转磁场），亮点将偏离原点O而打在x轴上的某一点，偏离的方向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B。为使荧光屏上出现沿x轴的一条贯穿全屏的水平亮线（电子束的水平扫描运动），偏转磁场的磁感应强度随时间变化的规律是下列情况的哪一个？ 答案A47、下图是表示磁感应强度B、负电荷运动的速度v和磁场对运动电荷作用力F的方向相互关系图，这四个图中三者方向关系错误的是（其中B、F、v两两相互垂直）( )答案D48、如图所示，在一底边长为2a，的等腰三角形区域（D在底边中点），有垂直纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m，电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力和与空气阻力的影响。-30-\n（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？ 答案（1）依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v 由 （2分） 得 ①(1分)粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在E点，如图所示，半径 ②(2分) 由洛仑兹力提供向心力： ③（1分） 由①②③式得： （2分） （2）粒子速率恒定，从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹到EC边相切时，路程最长，运动时间最长。如图，设圆周半径为r2 由图中几何关系： （4分）得： ④（2分） 最长时间⑤ （4分） 由①④⑤式得： （2分）-30-\n49、如图所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷量为e），求：（1）它们从磁场中射出时相距多远？（2）射出的时间差是多少？答案（1）射出点相距s= （2）时间差为Δt=解析：正负电子的半径和周期是相同的，只是偏转方向相反.先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.所以两个射出点相距2r，由题图还看出经历时间相差2T/3.50、在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（ ）A.ta=tb＞tcB.tc＞tb＞taC.rc＞rb＞raD.rb＞ra＞rc答案AC51、如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界线是半径为R的半圆，两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出，最终打到Q点，不计微粒的重力。求：-30-\n（1）微粒在磁场中运动的周期；（2）从P点到Q点，微粒的运动速度大小及运动时间；（3）若向里磁场是有界的，分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域，上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出，且微粒仍能到达Q点，求其速度的最大值。答案解：（1）由 得 （2）粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分（n=2，3，4……）由几何知识可得：； ； 又 得 （n=2，3，4……） 当n为偶数时，由对称性可得 （n=2，4，6……） 当n为奇数时，t为周期的整数倍加上第一段的运动时间，即 （n=3，5，7……） -30-\n（3）由几何知识得 ； 且不超出边界须有： 得 当n=2时不成立，如图 比较当n=3、n=4时的运动半径，知当n=3时，运动半径最大，粒子的速度最大． 得： 52、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子子运动轨迹的是（ ）-30-\n答案A53、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。求:（1）粒子做圆周运动的半径 （2）匀强磁场的磁感应强度B答案解：由射入、射出点的半径可找到圆心O/，（1）据几何关系有--6分（2）据洛仑兹力提供向心力-30-\n --6分-30-
