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1、【赢在课堂】2014年高中物理 配套课时训练25 带电粒子在匀强磁 场中的运动 新人教版选修3-1课时训练25带电粒子在匀强磁场中的运动1.如图所示,带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面),则带电粒子的可能轨迹是()A.aB.bC.cD.d答案:BD解析:粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切,故轨迹a、c均不可能,正确选项为B、D。2.如图所示,AB是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场的方向垂直于圆弧所在平面,并指向纸外。有一束粒子对准A端射入弯管,粒子有不同的速率,不同的质量,但都是一价正离子。则()A.只有速度大小
2、一定的粒子可以沿中心线通过弯管B.只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C.只有mv乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D.只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管答案:C解析:由r=得,当r、q、B相同时,mv乘积大小相同,但m不一定相同,v也不一定相同,故选项A、B、D错误,选项C正确。3.如图所示为带电粒子(不计重力)在匀强磁场中的运动轨迹。中央是一块金属薄板,粒子穿过金属板时有动能损失。则()A.粒子带负电B.粒子的运动路径是ABCDEC.粒子的运动路径是EDCBAD.粒子在下半周的运动时间比上半周运动时间长答案:AC解析:粒子穿过金属板时动能有损失,速度变小。由r=知,粒子在
3、穿过金属板以后运动半径变小,由此可判定粒子的运动路径是EDCBA。由粒子的运动路径,且洛伦兹力方向沿半径指向圆心,运用左手定则可判断粒子带负电。粒子在同一磁场中上、下两个半周运动速度大小虽然不同,但周期相同,在上、下两个半周运动时间各为半个周期,时间相等。4.用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可以采用下列哪几种方法()A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍D.将D形盒的半径增大为原来的4倍答案:AC解析:粒子在回旋加速器中旋转的最大半径等于D形盒的半径R,由R=得粒子最大动能Ek=mv2=,欲使最
4、大动能为原来的4倍,可将B或R增大为原来的2倍,故选项A、C正确。5.如图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里。一带电小球从轨道上的A点由静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动。则可以断定()A.小球带负电B.小球带正电C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏答案:BD解析:带电小球进入场区沿水平方向做匀速直线运动,受力平衡,若小球带负电,所受静电力、重力、洛伦兹力均竖直向下,小球受力不平衡,故选项A错误;若小球带正电,所受静电力、洛伦
5、兹力竖直向上,重力竖直向下,可以平衡,故选项B正确;若小球从B点静止滑下,进入场区速度减小,所受洛伦兹力减小,静电力和重力保持不变,故合外力竖直向下,小球向下偏,故选项C错误,选项D正确。6.如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,则液滴的质量和环绕速度分别为()A.B.C.BD.答案:D解析:液滴做匀速圆周运动,是洛伦兹力提供向心力,故重力与静电力相等,由qE=mg得到m=,由qvB=,又得到v=,故D正确。7.长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,板间距离为L,板不带电。现有质
6、量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射,如图所示。欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是()A.使粒子速度vC.使粒子速度vD.使粒子速度v时粒子能从右边穿出。粒子恰从左边穿出时圆心在O点,有r2=得v2=所以v时粒子能从左边穿出。8.如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了60角。试求:(1)粒子做圆周运动的半径;(2)粒子的入射速度;(3)粒子在磁场中运动的时间。答案:(1)r(2)(3)解析:带电的粒子从磁场射出时速度反向延长线会交于O点,画出磁场中运动轨迹如图所示,粒子转过的圆心角=60。(1)由几何知识得R=rtan 60=r。(2)由R=,因此v=。(3)在磁场中运动时间为t=T=。3 / 3
