《江苏省扬州市维扬中学高二物理《第五节 带电粒子在匀强磁场中的运动》练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省扬州市维扬中学高二物理《第五节 带电粒子在匀强磁场中的运动》练习（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第五节第五节 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动知识精讲知识精讲知识点知识点 1.1. 回回旋加速器旋加速器 例 1 回旋加速器是利用较低电压的高频电源， 使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器， 工作原理如图.下列说法正确的是( ) A.粒子在磁场中做匀速圆周运动 B.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3 所用时间少 C.粒子的轨道半径与它的速率成正比 D.粒子的运动周期和运动速率成正比变式训练 1 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
2、来的 4 倍 C.将D形金属盒的半径增大为原来的 2 倍 D.将D形金属盒的半径增大为原来的 4 倍知识点知识点 2.2. 质谱仪质谱仪 例 2如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒 子从容器A下方小孔S1飘入电势差为u的加速电场， 然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最 后打到底片D上. (1)粒子在S1区做什么运动? (2)在S2区做何种运动，在 S3区将做何种运动? (3)假如粒子沿一半圆运动打 到底片D上，B距离D多远？变式训练 2质子和粒子由静止出发经同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进 入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各个运动参量间的关系正确的是_A.动能之比为 12B.速率
3、之比为12C.轨道半径之比为2D.运动周期之比为 122A 2 A 3A4A12知识点知识点 3.3.带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动例 3如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的 匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射 入磁场中，并从B点射出，AOB=120，则该带电粒子在磁场中运动的时 间为_A.2r/3v0B.2r/3v03C.r/3v0D. r/3v03变式训练 3.如图，匀强磁场宽度为L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，有一 质量为m，电量为q的正粒子，以初速度垂直磁场方向从小孔C射入匀强磁场后从磁场右 边界A点射出，已知AB间
4、距离为H. （1）求粒子的初速度v0.（2）粒子在磁场中的运动时间.综合拓展综合拓展例 4如图 11-4-1 绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量是q，小球可在棒上 滑动将此棒竖直放在互相垂直且在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E， 磁感应强度是B，小球与棒间的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和 最大速度（小球带电荷量不变）【活学活练活学活练】基础达标基础达标 1.在回旋加速器中，下列说法正确的是( ) A.电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转 B.电场和磁场同时用来加速带电粒子 C.在确定的交流电压下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大BE图 1
5、1-4-13D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电源的电压有关，而与交流电源的频率无关 2.一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把质子加速到 v,使它获得的能量为Ek，在不 考虑相对论效应的情况下，则 (1)能把 粒子加速到的速度为( ). . . .v21v41(2)能使粒子获得的动能为( ).k .k .k .k21 41(3)加速粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为( ). . . . 21 413、匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直，它的运动轨道是 什么样的曲线？4、如图所示，在第象限内有垂直纸面向里的匀强磁场.一对正、负电子分别以相同 速率，沿与x轴成
6、 30的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( ) .1 . . .35、如图所示是理想的圆形磁场，半径为R，磁感应强度为 B，一质子（质量为m，电量为 e）向圆心方向射入磁场，离开 磁场时方向与射入方向的夹角为 120，则质子通过磁场所用 的时间等于多少？6、两极M、N相距为d，板长为 5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如 图所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从 板间穿出，磁感应强度B的范围怎样？（设电子电量为e，质量为m）4能力提升能力提升 7、一个质量为m，电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷做
7、 匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，作用在负电 荷上的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的 角速度可能是：( )A B C D 4qB m3qB m2qB m qB m 8、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时 针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图 11-4-16 所示，若小 球运动到A点时，由于某种原因，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情 况，以下说法正确的是（ ） A小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变 B小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小 C小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 D小球做顺时针匀速圆
8、周运动，半径减小 9、如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场， 一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时 速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则_ A.该离子必带正电荷 B.A、B两点位于同一高度 C.离子到达C时的速度最大 D.离子到达点后，将沿原曲线返回A点 10、如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中， 其中一部分从c孔射出，另一部分从d孔射出，则_A.从两孔射出的电子速率之比VcVd=21 B.从两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比tctc=12C.从两孔射出的电子在容器中运
9、动时间内的加速度大小之比为acad=12D.从两孔射出的电子在容器中运动时间内的加速度大小之比为acad=21 11、如右图所示为质谱仪的示意图.速度选择器部分的匀强电场场强E=1.2105 V/m，匀 强磁场的磁感应强度为B1=0.6 T.偏转分离器的磁感应强度为B2=0.8 T.求： （1）能通过速度选择器的粒子速度多大？ （2）质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上后条纹之间的距离d为多少？A512、如图所示，图中y轴右侧为磁感应强度为B的匀强磁场，y轴的左侧为电场强度 为正的匀强电场，现有一电子从x轴上某点A与x轴成 60角的方 向以速度v0飞进磁场中运动，继而垂直于y轴飞进电场中，
10、若电子 的质量为m，带电量为e，问： （1）电子在磁场中飞行时间多大？ （2）电子再次穿过x轴时，距原点O的距离为多少？磁场单元检测 第卷（选择题，共 40 分） 一、本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或 不答的得 0 分.1、关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是（ ） A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度方向 B.磁场中任意两条磁感线均不可相交 C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线 D.磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极2
11、、关于磁场和磁感线的描述， 正确的说法是：A、磁感线从磁体的 N 极出发，终止于 S 极B、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 3、下列单位中与磁感应强度B的单位 T 不相当的是（ ）A.Wb/m2 B.N/Am C.N/Cm D.Vs/m24、一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.已知匀强磁场的磁感应强度大小为 0.8 T，a、b是带电粒子运动轨迹上的两点，粒子从a到b的时间为 1.2106 s，从b到a 的时间为 0.8106 s.则该粒子的质量与其带电量之比为（ ） A
12、.1.25105 kg/C B.8.0107 kg/C C.4.8106 kg/C D.4.0106 kg/C5、.如右图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中间的上方固定一根长直导线，导线 与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用F表示6桌面对磁铁的摩擦力，电线中通电后（与通电前相比较） （ ） A.FN减小，F=0 B.FN减小，F0 C.FN增大，F=0 D.FN增大，F06、长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如右图所示，磁感应强度为B，板 间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力） ，从左边极 板间中点处垂直磁感线
13、以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 （ ）A.使粒子的速度vmBqL 45C.使粒子的速度vmBqLD.使粒子的速度mBqLvmBqL 45 47、如右图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电子流 方向向上，由于磁场的作用，则（ ） A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势 B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势 8、关于某带电粒子在磁场中的运动情况（不考虑其他场力的作用） ，下列说法中正确的是 （ ） A.在一定条件下可做匀速直线运动 B.在一定条件下
14、可做匀变速曲线运动 C.在一定条件下可做匀变速直线运动 D.除匀速直线运动外，只能做变加速曲线运动9、带电粒子（不计重力）可能所处的状态是 在磁场中处于平衡状态 在电场中做匀速圆周运动 在匀强磁场中做抛体运动 在匀强电场中做匀速直线运动： A、 B、 C、 D、 710、.如图5 所示，a和b是两条靠得很近的平行通电直导线，电流方向都向上， 且IaIb，当加一个垂直于a、b所在平面内的匀强磁场B时，导线a恰好不再受安培力作 用，则跟加磁场B以前相比较 A.b受的磁场力大于原来的 2 倍 B.b受的磁场力小于原来的 2 倍 C.b受的磁场力等于原来的 2 倍 D.b不再受磁场力的作用第卷（非选择
15、题，共 60 分）二、本题共 6 小题；每小题 4 分，共 24 分.把答案填在题中的横线上 11、在B=0.8 T 的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度是 0.5 m 的通电直导线，导线 沿磁场力方向移动了 20 cm，若导线中电流强度为 10 A，那么磁场力对通电导线所做的功 是_ J.12、如右图所示，在圆心为O、半径为r的圆形区域内有方向垂 直纸面向里的匀强磁场，一电子以速度v沿AO方向射入，后沿 OB方向射出匀强磁场，若已知AOB=120，则电子穿越此匀强 磁场所经历的时间是_.13、.如图10 所示，a、b两平行金属板间距为 10cm，两板间充 满磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场，磁场方向如图所示.开始时，
