3、強(qiáng)度可能為( )
A. B.
C．B0 D．1.2B0
4．[2018·沈陽市模擬]如圖所示，質(zhì)量為m，長度為L的金屬棒MN兩端由等長輕質(zhì)絕緣細(xì)線水平懸掛，棒中通以由M指向N的電流，電流強(qiáng)度的大小為I，金屬棒處于與其垂直的勻強(qiáng)磁場中，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ＝30°.下列判斷正確的是( )
A．勻強(qiáng)磁場的方向一定是豎直向上
B．勻強(qiáng)磁場的方向一定是水平向左
C．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為
D．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為
5．(多選)[2018·太原期末]關(guān)于洛倫茲力，下列說法不正確的是( )
A．帶電粒子在磁場中運動時，一定受到洛倫茲力的作
4、用
B．由于安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以洛倫茲力也會做功
C．洛倫茲力方向一定與電荷運動方向垂直，但磁場方向不一定與電荷運動方向垂直
D．若運動電荷在空間某點不受洛倫茲力，則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
6．[2018·廣州市二模]如圖，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線M和N，通有等大反向的電流，該平面內(nèi)的a、b兩點關(guān)于導(dǎo)線N對稱，且a點與兩導(dǎo)線的距離相等．若a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列關(guān)于b點磁感應(yīng)強(qiáng)度Bb的判斷正確的是( )
A．Bb＞2B，方向垂直該平面向里
B．Bb＜，方向垂直該平面向外
C.＜Bb＜B，方向垂直該平面向里
D．B＜Bb＜2B，方向垂直該平面
5、向外
7．[2018·福建省漳州市二模]空間存在方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，圖中的正方形abcd為其邊界．一束速率不同的帶正電粒子從左邊界ad中點P垂直射入磁場，速度方向與ad邊夾角θ＝30°，已知粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，粒子間的相互作用和粒子重力不計，則( )
A．粒子在磁場中運動的最長時間為
B．從bc邊射出的粒子在磁場中的運動時間都相等
C．入射速度越大的粒子，在磁場中的運動時間越長
D．運動時間相等的粒子，在磁場中的運動軌跡可能不同
8．[2018·河南濮陽市二模]把一根絕緣導(dǎo)線PQ彎成兩個半圓形狀，每個半圓的半徑都為R，放置在粗糙的水平桌面上，在
6、桌面上加有豎直向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，如圖所示(俯視圖)．現(xiàn)給導(dǎo)線通入由P到Q的電流，并逐漸增大電流強(qiáng)度，導(dǎo)線PQ始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是( )
A．增大電流強(qiáng)度的過程中，導(dǎo)線PQ對桌面的摩擦力增大
B．增大電流強(qiáng)度的過程中，導(dǎo)線PQ對桌面的壓力增大
C．當(dāng)電流強(qiáng)度為I時，導(dǎo)線PQ受到的安培力為2πBIR
D．當(dāng)電流強(qiáng)度為I時，導(dǎo)線PQ受到的安培力為πBIR
9．[2018·貴陽市第一中學(xué)二模]如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，A點為磁場邊界上的一點，在A點有大量的相同粒子，以大小相同的速度在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場區(qū)域內(nèi)．已知粒
7、子質(zhì)量為m，電量為q，不計粒子的重力，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子在磁場中運動的最長時間為，則粒子的速度大小為( )
A. B.
C. D.
10．(多選)[2018·中原名校聯(lián)考]如圖所示，在空間由一坐標(biāo)系xOy，直線OP與軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線OP上方區(qū)域Ⅰ中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m，電荷量為q的質(zhì)子(不計重力)以速度v從O點沿與OP成30°角的方向垂直磁場進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ，質(zhì)子先后通過強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x軸上的Q點(圖中未畫出)，則( )
A．粒子在第一象限中運動的時間為
B．粒子
8、在第一象限中運動的時間為
C．Q點的橫坐標(biāo)為
D．Q點的橫坐標(biāo)為
二、計算題：本題共4小題，共50分．
11．(12分)[2018·北京市朝陽區(qū)一模]如圖所示，空間中存在一個矩形區(qū)域MNPQ，PQ的長度為MQ長度的兩倍，有一個帶正電的帶電粒子從M點以某一初速度沿MN射入，若矩形區(qū)域MNPQ中加上豎直方向且場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，則帶電粒子將從P點射出，若在矩形區(qū)域MNPQ中加上垂直于紙面且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，則帶電粒子仍從P點射出，不計帶電粒子的重力，求：帶電粒子的初速度的大?。?
12．(12分)[2018·長春市二次質(zhì)檢
9、]如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上有一個帶正電的小球，用長為L的輕質(zhì)絕緣絲線系于O點，做俯視為順時針方向的勻速圓周運動，空間中存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的右邊界為圖中直線CD，圓心O和直線CD距離OE＝2L，已知小球運動過程中所受絲線拉力的大小為其所受洛倫茲力大小的3倍，當(dāng)小球運動到圖中所示位置時，絲線突然斷開(此瞬間小球速度不變)，求小球離開磁場時的位置與E點的距離．
13．(12分)[2018·江西師大附中二模]據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動，使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．如圖所示，環(huán)
10、狀磁場的內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，被束縛的帶電粒子的比荷為k，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度，速度大小為v.中空區(qū)域中的帶電粒子都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在半徑為R2的區(qū)域內(nèi)，求：環(huán)狀區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍．
14．(14分)[2018·甘肅一模]如圖所示，兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場．A板帶正電荷，B板帶等量負(fù)電荷，電場強(qiáng)度為E；磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1.平行金屬板右側(cè)有一擋板M，中間有小孔O′，OO′是平行于兩金屬板的中心線．擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2
11、.CD為磁場B2邊界上的一絕緣板，它與M板的夾角θ＝45°，O′C＝a，現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，含有各種不同電荷量、不同速度的帶電粒子(不計重力)，自O(shè)點沿OO′方向進(jìn)入電磁場區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO′方向運動，并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2中，求：
(1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2的帶電粒子的速度；
(2)能擊中絕緣板CD的粒子中，所帶電荷量的最大值；
(3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長度．
專題強(qiáng)化十 帶電粒子在磁場中的運動
1．D 根據(jù)控制變量法可知，保持導(dǎo)體棒通電部分的長度不變，改變電流的大小，則
12、導(dǎo)體棒中電流越大，導(dǎo)體棒受到的安培力越大；保持電流不變，改變導(dǎo)體棒通電部分的長度，通電部分長度越長，導(dǎo)體棒受到的安培力越大，D選項正確．
2．D 研究導(dǎo)線的受力情況，根據(jù)安培定則判斷條形磁鐵周圍磁場的分布，根據(jù)左手定則判斷可知，導(dǎo)線所受安培力方向斜向右上方，根據(jù)牛頓第三定律，導(dǎo)線對磁鐵的安培力方向斜向左下方，磁鐵有向左運動的趨勢，受到向右的摩擦力，磁鐵對地的壓力增大，D選項正確．
3．BCD 根據(jù)磁感線的特征可知，磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，端口截面上距其中心r(0＜r＜R)處磁感線比端口截面中心處磁感線多，則此處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＞，A選項錯誤；端口截面上距其中心r處磁感線取值范圍可能
13、為＜B≤B0，也可能B＞B0，B、C、D選項正確．
4．C 金屬棒MN處于平衡狀態(tài)，受到重力、繩子拉力和安培力作用，根據(jù)力的合成與分解知識可知，安培力方向未知，當(dāng)安培力垂直于繩子拉力時，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿著繩子方向，此時安培力最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，mgsinθ＝BminIL，解得Bmin＝，C選項正確．
5．ABD 當(dāng)帶電粒子平行于磁場中運動時，不受洛倫茲力作用，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，A、D選項錯誤；洛倫茲力的方向總是與粒子運動的方向垂直，不做功，B選項錯誤；根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力的方向一定與電荷運動方向垂直，磁場方向不一定與電荷運動方向垂直，C選項正確．
6．B 空間某點的磁感應(yīng)
14、強(qiáng)度等于M、N兩個電流在該點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，根據(jù)安培定則可知，M、N兩導(dǎo)線中電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向均垂直紙面向里，BM＝BN＝，根據(jù)對稱性可知，N導(dǎo)線中電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向外，M導(dǎo)線中電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于，方向垂直紙面向里，根據(jù)疊加原理可知，b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直平面向外，Bb＜，B選項正確．
7．D 粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，運動時間t＝，粒子對應(yīng)的圓心角越大，在磁場中運動的時間越長，軌跡如圖所示：
圓心角為300°，最長時間t＝，A選項錯誤；從bc邊射出的粒子的速度不同，圓周運動的半徑不同，圓
15、心角不同，所用的時間不相等，B選項錯誤；軌跡圓心角越大，在磁場中運動時間越長，入射速度較大時，粒子從dc邊射出，圓心角很小，時間較短，C選項錯誤；從Pa邊射出的粒子運動時間均為，軌跡不同，D選項正確．
8．A 根據(jù)安培力公式可知，F(xiàn)＝BIL，其中L為導(dǎo)線的有效長度，導(dǎo)線PQ的有效長度為4R，增大電流強(qiáng)度的過程中，安培力增大，導(dǎo)線PQ始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，對桌面的摩擦力增大，壓力不變，A選項正確，B選項錯誤；當(dāng)電流為I時，導(dǎo)線PQ受到的安培力為F＝BIL＝4BIR，C、D選項錯誤．
9．B 粒子以大小相同的速度沿不同方向射入磁場區(qū)域，則粒子運動的軌跡半徑相等，粒子在磁場中運動最長時間時，對應(yīng)的弦
16、長最長，為磁場圓的直徑2R，如圖所示：
圓心角為，根據(jù)幾何關(guān)系可知，△O1AB為等邊三角形，軌跡圓的半徑r＝2R，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知，qvB＝m，解得粒子運動的速度v＝，B選項正確．
10．BC 質(zhì)子在磁場Ⅰ和Ⅱ中做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系畫出運動的軌跡如圖所示：
粒子在磁場Ⅰ中運動的圓心角為60°，在磁場Ⅱ中運動的圓心角為90°，△OO1A為等邊三角形，則軌跡半徑r1＝2r2，解得B2＝2B，運動時間t1＝，t2＝，粒子在第一象限中運動的時間為t＝t1＋t2＝，A選項錯誤，B選項正確；OQ＝r1cos30°＋r2＝，C選項正確，D選項錯誤．
11.
解析：帶電粒子
17、在電場中做類平拋運動，設(shè)MQ長度為L，根據(jù)運動的合成與分解法則可知，
豎直方向上，L＝×t2.
水平方向上，2L＝v0t.
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，畫出軌跡如圖所示：
洛倫茲力提供向心力，qvB＝m，根據(jù)幾何關(guān)系可知，(r－L)2＋(2L)2＝r2.
聯(lián)立上述各式可知，v＝.
12.L
解析：小球在絲線拉力和洛倫茲力作用下，做勻速圓周運動，F(xiàn)－qvB＝m.
其中，F(xiàn)＝3qvB.
絲線突然斷開時，洛倫茲力提供向心力，
qvB＝m.
聯(lián)立各式解得，小球運動的軌跡半徑R＝2L.
畫出運動軌跡如圖所示：
根據(jù)幾何關(guān)系可知，R2＝(R－L)2＋x.
聯(lián)立解得，
18、xEF＝ L
13．B＞
解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力．
要使所有的粒子都不能穿出磁場，則與內(nèi)圓相切的方向進(jìn)入磁場的粒子在磁場運動的軌跡剛好與外圓相切，軌跡如圖所示：
此時2r＝R2－R1，解得粒子運動的最大半徑
r＝.
qvB＝m，聯(lián)立解得，B＞.
14．(1) (2) (3)2a
解析：(1)平行金屬板間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，沿直線OO′運動的帶電粒子，處于受力平衡狀態(tài)，qvB1＝qE.
解得，v＝.
(2)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力．
qvB2＝m.
電荷量最大的帶電粒子，運動的軌跡半徑最小，帶正電，軌跡向下偏轉(zhuǎn)，與CD板相切，如圖所示：
根據(jù)幾何關(guān)系可知，r1＋r1＝a.
依題意解得，r1＝，q＝.
(3)帶負(fù)電的粒子在磁場B2中向上偏轉(zhuǎn)，擊中絕緣板CD的臨界情況是軌跡與CD相切．
根據(jù)幾何關(guān)系可知，r2＋a＝r2.
解得，r2＝.
CD板上被帶電粒子擊中區(qū)域的長度為x＝r2－r1＝2a.
9
2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化十 帶電粒子在磁場中的運動
