高三物理高考复习《带电粒子在磁场、复合场中的运动》专题讲解.docVIP

带电粒子在磁场、复合场中的运动 1．(2011·北京海淀模拟)在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙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．如图所示为地磁场的示意图．现有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场的方向射出地球，在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是(　　) A．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移 B．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移 C．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移 D．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移 [答案]　D [解析]　　由左手定则可知，选项D正确． 2．(2011·琼海模拟)一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(　　) [答案]　D [解析]　　当电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力的作用，选项A错误；由左手定则可知，选项B中导线受到的安培力的方向应该垂直纸面向里；选项C中导线受到安培力的方向应该水平向右，选项D正确． 3．(2011·东北师大附中模拟)如图所示，把一个装有Na2SO4导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁场中，玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极，把两电极分别与电池的正、负极相连．对于导电溶液中正、负离子的运动，下列说法中正确的是(　　) A．正、负离子均做逆时针方向的螺旋形运动 B．正、负离子均做顺时针方向的螺旋形运动 C．正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘内壁移动 D．负离子做顺时针方向的螺旋形运动 [答案]　A [解析]　　玻璃器皿中的Na2SO4导电溶液的电流方向是从中心到器皿边缘内壁，根据左手定则，磁场对由此形成的电流有逆时针方向的安培力，故正、负离子均做逆时针方向的螺旋形运动，选项A正确． 4．(2011·课标全国)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比，通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是(　　) A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加至原来的2倍 C．只将弹体质量减至原来的一半 D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 [答案]　BD [解析]　　由题意可知，B＝kI，设轨道宽为d，则F安＝BId＝kI2d，由动能定理得，F安·L＝mv2，联立以上式子解得v＝，选项B、D正确． 5．(2011·豫南九校模拟)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(不粘连)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 [答案]　AB [解析]　　小球A处于静止状态，可判断小球A带正电，若此时小球A重力与库仑力平衡，将绝缘板C沿水平方向抽去后，小球A仍处于静止状态；若库仑力大于小球A重力，则将绝缘板C沿水平方向抽去后，小球A向上运动，此后小球A在库仑力、重力、洛伦兹力的作用下将可能沿轨迹1运动． 6．(2011·苏北四市调研)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD.下列说法中正确的是(　　) A．电势差UCD仅与材料有关 B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0 C．仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大 D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 [答案]　BC [解析]　　若载流子是自由电子，由左手定则可知，自由电子往C板积聚，则φCφD，选项B正确；设自由电荷定向运动的速率为v，则qvB＝q，电流微观表达式I＝nqvS，其中S＝Ld，三式联立得，UCD＝，选项A错误而C正确；磁感应强度B应垂直穿过霍尔元件的工作面，地球赤道上方地磁场方向水平指向北，故工作面应保持竖直，选项D错误． 7．(2011·海南)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷