《同步练测：第三章第六节带电粒子在匀强磁场中的运》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步练测：第三章第六节带电粒子在匀强磁场中的运（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六节带电粒子在匀强磁场中的运动建议用时 实际用时 满分 实际得分45 分钟 100 分一、选择题（本题包括 10 小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分 ，有选错或不选的得 0 分，共 50 分）1电子在匀强磁场中做匀速圆周运动下列说法正确的是()A速率越大，周期越大B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行D速度方向与磁场方向垂直 来源:Z#xx#k.Com2 1998 年发射 的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在研究月球磁场分布方面取得了新的成果月球上的磁场极其微弱，探测器通
2、过测量电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布，图 1 中是探测器通过月球 A、B 、C、D 四个位置时，电子运动的轨迹照片设电子速率相同，且与磁场方向垂直，其中磁场最强的位置是( )3如图 2 所示，a 和 b 带 电荷量相同，以相同动能从 A 点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra2r b，则可知(重力不计)( )A两粒子都带正电，质量比ma/mb 4B两粒子都带负电，质量比 ma/mb4C两粒子都带正电，质量比 ma/mb1/4D两粒子都带负电，质量比 ma/mb1/4 来源:Zxxk.Com4.图 3 是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内
3、相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B 和 E.平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S 下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是() 来源:Zxxk.ComA质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外来源:Z|xx|k.ComC能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于 E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小5一个带 电粒子以初速度 v0 垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场 和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图 4 中的虚线所示在图 4 所示的几种情
4、况中，可能出现的是()6如图 5 所示，一电子以与磁场方向垂直的速 度v 从 P 处沿 PQ 方向进入长为 d、宽为 h 的匀强磁场区域，从 N 处离开磁场，若电子质量为 m，带电荷量 为 e，磁感应强度为 B，则()A电子 在磁场中运动 的时间 td/vB电子在磁场中运动的时间 t h/vC洛伦兹力对电子做的 功为 BevhD电子在 N 处的速度大小 也是 v7在图 6 中，水平导线中有电流 I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流 I 的方向相同，则电子将()A沿路径 a 运动，轨迹是圆B沿路径 a 运动，轨迹半径越来越大C沿路径 a 运动，轨迹半径越来越小D沿路径 b 运动，轨迹半径
5、越来越小8一个带电粒子沿垂直于磁场的方图 1图 2图 3图4图 5图 6图 7向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如图 7 所示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)从图中情况可以确定()A粒子从 a 到 b，带正电B粒子 从 a 到 b，带负电C粒子从 b 到 a，带正电D粒子从 b 到 a，带负电9目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图 8 表示它的发电原理：将一束 等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)沿图所示方向喷射入磁场，磁 场中有两块金属板 A、B ，这时金属板上就聚集了电荷
6、在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法正确的是()AA 板带正电B有电流从 b 经用电器流向 aC金属板 A、 B 间的电场方向向下D等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力10带正电粒子( 不计重力)以水平向右的初速度v0，先通过匀强电场 E，后通过匀强磁场 B，如图9 甲所示，电场和磁场对该粒子做功 为 W1.若把该电场和磁场正交叠加，如图乙所示，再让该带电粒子仍以水平向右的初速度 v0(v0 )穿过叠加场EB区，在 这个过程中电场和磁场对粒子做功为 W2，则()图 9AW 1W 2 BW 1W 2C W1W 2 D无法判断二、计算题（本题共 4 题，共 50 分，解答时应写
7、出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.(12 分)如图 10 所示，在 x 轴上方有匀强电场，场强为 E，在 x 轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示在 x 轴上有一点 M，离 O 点距离为 L，现有一带电荷量为q、质量为 m 的粒子，从静止开始释放后能经过 M 点，如果此粒子放在 y 轴上，其坐标应满足什么关系？(重力不计)来源:Z|xx| k.Com12.（ 12 分）回旋加速器 D 形盒中央为质子流， D形盒的交流电压为 U，静止质子经电场加速后，进入 D 形盒，其最大轨道半径为 R，磁场的磁感应
8、强度为 B，质子质量为 m.求：(1)质子最初进入 D 形盒的动 能多大？(2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大？(3)交流电源的频率是什么？13.（ 13 分）质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子自静止开始释放，经 M、N 板间的电场加速后，从 A 点垂直于磁场边界射入宽度为 d 的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置 P 偏离入射方向的距离为 L，如图 11 所示已知 M、 N 两板间的电压为 U，粒子的重力不计求：匀强磁场的磁感应强度B.来源:学科网14.（ 13 分）如图 12 所示，有界匀强磁场的磁感应强度 B210 3 T；磁场右 边是宽度 L0.2 m、场强 E40 V/m、方
9、向向左的匀强电场一带电粒子电荷量 q 3.21019 C，质量m6.410 27 kg，以 v410 4 m/s 的速度沿 OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出(不计重力)求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能 Ek.图 8图 10图 11图 12第六节带电粒子在匀强磁场中 的运动得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6来源 :学_ 科_网 7 8 9 10答案二、计算题111213.来源:学科网14第六节带电粒子在匀强磁场中的运动参考答案一、 选择题1.D 解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀
10、速圆周运动的周期公式 T 可知 T 与 v无关，故 A、B 均错；2mqB当 v 与 B 平行时，粒子不受洛伦兹力作用，故粒子不可能做圆周运动，只有 vB 时，粒子才受到与 v和 B 都垂直的洛伦兹力，故 C 错、D 对2.A 解析：由粒子轨道半径公式 r 可知，磁场越强的地方，电子运动的轨道半径越小mvqB3.B 解析：由于 qaq b、E kaE kb，动能 Ek mv2 和粒子旋转半径 r ，可得 m ，可见 m 与半12 mvqB r2q2B22Ek径 r 的二次方成正比，故 a b41 ，再根据左手定则判知粒子带负电，故 B 正确 4.ABC 解析：因同位素原子的化学性质完全相同，无
11、法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，A 正确在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知 B 正确再由 qEqvB 有 vE/ B，C 正确在匀强磁场 B0 中，R ，所以 mvqB qm，D 错误vBR5 .AD 解析：A、 C 选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A 图中粒子应逆时针转，正确；C 图中粒子应顺时针转，错误同理可以判断 B 错、D 对6 D 解析： 洛伦兹力不做功，所以电子在 N 处速度大小也为 v，D 正确、C 错，电子在磁场中的运动时间t ， A、B 均错弧 长v dvhv7.B 解
12、析：电流下方的磁场方向垂直纸面向外，且越向下 B 越小，由左手定则知电子沿 a 路径运动，由r 知，轨迹半径越来越大mvqB8.C 解析：垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径 R.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，磁感应强度 B、带电荷量不变又据 Ek mv2 12知，v 在减小，故 R 减小，可判定粒子从 b 向 a 运动；另据左手定则，可判定粒子带正电，C 选项正确9 BD 解析：等离子体射入磁场后，由左手定则知正离子受到向下的洛伦兹力向 B 板偏转，故 B 板带正电，B 板电势高，电流方向从 b 流向 a，电场的方向由 B 板指向 A
13、 板，A 、C 错误，B 正确；当 BvqEq时离子发生偏转，故 D 正确10. C 解析：电场力做的功 WEqy，其中 y 为粒子沿电场方向偏转的位移，因图乙中洛伦兹力方向向上，故图乙中粒子向下偏转的位移 y 较小，W 1W 2，故 C 正确二、计算题11.见解析解析：由于此粒子从静止开始释放，又不计重力，要能经过 M 点，其起始位置只能在匀强电场区域，其具体过程如下：先在电场中由 y 轴向下做加速运动，进入匀强磁场中运动半个圆周再进入电场做减速运动，速度为零后又回头进入磁场，其轨迹如图 13 所示(没有画出电场和磁场方向)，故有： L2 nR(n1,2,3，)又因在电场中，粒子进入磁场时的
14、速度为 v，则有：qEy mv2 来源:学科网12在磁场中，又有：Bqv 由得 y (n1,2,3)mv2R B2qL28n2mE12.(1)eU(2) (3) 解析： (1)粒子在电场中加速，由动能定理得：eUE k0 ，解得 EkeU.e2B2R22m eB2m(2)粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为 R，由牛顿第二定律得：evB m v2R质子的最大动能：E km mv2解式得：E km .12 e2B2R22m(3)f .1T eB2m13. 解析：作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图 14 所示设粒子22+22在 M、 N 两板间经电场加速后获得的速度为 v， 由动能定理得：qU mv212粒子进 入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为 r，则：qvBm v2r由几何关系得：r 2(rL) 2 d2联立求解 式得：磁感应强度B .22+2214. (1)轨迹如图 15 所示(2)0.4 m(3)7.681018 J 解析：(1)轨迹如图 15 所示(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有qvBm R m0.4 mv2R mvqB 6.410 2741043.210 19210 3(3)EkEqL mv2403.210 19 0.2 J 6.41027 (4104)2 J7. 681018 J.12 12图 13图 14图 15
