2019版高考物理二轮专题复习课时跟踪训练：10 磁场及带电体在磁场中的运动(含解析)

课时跟踪训练(十)

一、选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)

1．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 ( )

A．轨道半径减小，角速度增大 B．轨道半径减小，角速度减小 C．轨道半径增大，角速度增大 D．轨道半径增大，角速度减小

D [分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度v大小不变，mv2πm

磁感应强度B减小，由公式r＝qB可知，轨道半径增大．分析角速度：由公式T＝qB可知，粒子在2π

磁场中运动的周期增大，根据ω＝T知角速度减小．选项D正确．]

2．如图所示，总质量为m，边长为L的正方形线圈共三匝，放置在倾角为α的光滑斜面上，刚好关于磁场边界MN对称，MN上方存在匀强磁场，若线圈通以图示方向的恒定电流I后刚好在斜面上保持静止，重力加速度为g，则 ( )

A．磁场方向可以竖直向下，且B＝

mgtan αIL

mgtan α

B．磁场方向可以竖直向上，且B＝3IL mgsin α

C．磁场方向可以垂直斜面向下，且B＝3IL D．磁场方向可以水平向左，且B＝mg IL

mgtan α

C [当磁场方向竖直向下时，由平衡条件得3BIL＝mgtan α，则B＝3IL，选项A错误；当磁场方向竖直向上时，由受力分析可知线圈不会静止，选项B错误；当磁场方向垂直斜面向下时，由mgsin α

平衡条件得3BIL＝mgsin α，则B＝3IL，选项C正确；当磁场方向水平向左时，由受力分析可知线圈不会静止，选项D错误．]

3．(2018·山东省潍坊市昌乐县二中高三下学期质检)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B

1

＝kr，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流．规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0－R区间内磁感应强度大小B随x变化的图线可能是( )

C [根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零．由于规定B的正方向垂直纸面向里，所以C正确，ABD错误；故选C.]

4. (2018·山东省实验中学高三二模)如图所示，在一等腰直角三角形ACD区城内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度v从AC边的中点O垂直AC边射入磁场区域．若三角形的两直角边长均为2L，要使粒子从CD边射出，则v的取值范围为( )

qBL22qBLA.m≤v≤m

qBL5qBLB.m≤v≤m qBL5qBLD.2m≤v≤2m ?2＋1?qBLqBL

C.2m≤v≤

m

Bqr

C [根据洛伦兹力充当向心力可知，v＝m，因此半径越大，速度越大；根据几何关系可知，使粒子与AD边相切时速度最大，如图

qB?2＋1?L

由几何关系可知，最大半径为r1＝2L＋1，故最大速度应为v1＝；当粒子从C点出

mqB?2＋1?LLqBLqBL

射时半径最小，为r2＝2，故最小速度应为v2＝2m，故v的取值范围为2m≤v≤，故选mC.]

5．(2018·山东省临沂市高三三模)如图所示，电子经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中转半个圆周后打在P点，通过调节电压U可以控制P点的位置，设OP＝x，能够正确反映U与x关系的图象是( )

1

C [带电粒子在电场中加速运动，根据动能定理得：2mv2＝qU解得：v＝2qUm

v2mv

进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有：qvB＝mr解得：r＝qB m

粒子运动半个圆打到P点， 所以x＝2r＝2qB

2qU

m即x与U成正比，故C正确．]

3

6．(2018·山东省青岛市高考模拟检测理科综合能力测试)如图，在xOy平面内，虚线y＝3x左上方存在范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场，在A(0，l)处有一个粒子源，可沿平面内各个方3qBl

向射出质量为m，电量为q的带电粒子，速率均为2m，粒子重力不计，则粒子在磁场中运动的最短时间为( )

πmπmπmπmA.qB B.4qB C.3qB D.6qB mv23

C [粒子进入磁场中做匀速圆周运动则有：qvB＝r，而将题中的v值代入得：r＝2l，分析可知：粒子运动的时间t最短时，所粒子偏转的角度θ最小，则θ所对弦最短，

作AB⊥OB于B点，AB即为最短的弦，假设粒子带负电，结合左手定则，根据几何关系有：AB32πm

＝OAsin 60°＝2l，粒子偏转的角度；θ＝60°，结合周期公式：T＝qB，可知粒子在磁场中运动的最Tπm

短时间为：t＝6＝3qB，故C正确，A、B、D错误；故选C.]

7．(2018·湖南省怀化市高三联考)一绝缘圆筒上有一小孔，筒内有方向沿圆筒轴线的匀强磁场，磁感应强度大小为B，整个装置的横截面如图所示．一质量为m、带电量为q的小球(重力不计)沿孔半径方向射入筒内，小球与筒壁碰撞n次后恰好又从小孔穿出．小球每次与筒壁碰撞后均以原速率弹πm

回，且碰撞过程中小球的电荷量不变．已知小球在磁场中运动的总时间t＝qB，则n可能等 ( )

A．2 C．4

B．3 D．5

2πmπm1

AC [粒子在磁场中的周期为T＝Bq，而小球在磁场中运动的总时间t＝Bq＝2T，可知，粒子在磁场中做圆周运动的总圆弧所对的圆心角为180°；若n＝2，即粒子与圆筒碰撞2次，分别对应三段圆弧，每段圆弧所对的圆心角为60°，则总圆心角为180°，则选项A正确；若n＝3，即粒子与圆筒碰撞3次，分别对应四段圆弧，每段圆弧所对的圆心角为90°，则总圆心角为360°，则选项B错误；