《2016年高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课时精炼 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016年高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课时精炼 新人教版选修3-1（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【金版教程】2016年高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课时精炼 新人教版选修3-11. 2015渝北区高二检测(多选)一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中，不考虑其他力的作用，粒子在磁场中不可能做()A. 匀速直线运动B. 匀变速直线运动C. 匀变速曲线运动 D. 匀速圆周运动答案：BC解析：粒子进入磁场，若受F洛，则一定是变加速运动，B、C不可能，D可能。或者v与B平行不受力，A可能。2. 2014清远期末1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()A. 离子由回旋加速器的边缘进入加速器
2、B. 离子在磁场中加速C. 离子由回旋加速器的中心附近进入加速器D. 离子在电场中偏转答案：C解析：离子由回旋加速器的中心附近进入加速器，在电场中加速，磁场中偏转，选项C正确，A、B、D错误。3. 处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直于磁场开始运动，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点()A. 条件不够无法比较 B. A先到达C. B先到达 D. 同时到达答案：D解析：由周期公式T可知，运动周期与速度v无关。两个电子各自经过一个周期又回到原来的出发点，故同时到达。选项D正确。4. (多选)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区
3、域中不偏转，进入区域后偏转半径R相同，则它们具有相同的()A. 电荷量 B. 质量C. 速度 D. 比荷答案：CD解析：正交电磁场区域实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域中均不偏转，说明它们具有相同的速度。在区域中半径相同，R，所以它们应具有相同的比荷。正确选项为C、D。5. 2014周口调研两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图，若不计粒子的重力，则下列说法正确的是()A. a粒子带正电，b粒子带负电B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C. b粒子动能较大D. b粒子在磁场中运动时间较长答案：C解析：由左手定则可
4、判定a带负电，b带正电，由于b粒子轨道半径大，因而b粒子速率大，动能大，所受洛伦兹力大，选项C正确，A、B错误；由作图可知，由于b粒子弧长及半径比a粒子大，b粒子轨迹所对的圆心角比a粒子小，所以b粒子在磁场中运动时间较短，选项D错误。6. 2014德州联考如图所示，直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，比荷相同的两带电粒子沿AB方向从A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，不计粒子重力。下列说法正确的是()A. 从P点射出的粒子速度大B. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大C. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长答案：D解析：两带电粒子在
5、磁场中运动轨迹如图所示，圆心分别为O1、O2，弦AP、AQ的中垂线交AC于M点和N点，由于AO1MAO2N，所以MO1PNO2Q，即两粒子轨迹所对的圆心角相等，又T相同，所以两粒子在磁场中运动时间一样长，选项D正确，B、C错误；由图看出，从Q点射出的粒子半径大，速度大，选项A错误。7. 如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子()A. 带正电，由下往上运动B. 带正电，由上往下运动C. 带负电，由上往下运动D. 带负电，由下往上运动答案：A解析：从
6、照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电。因此，正确的选项是A。8. 一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一粒子质量为m，带电荷量为q，不计重力，以一速度(方向如图)射入磁场。若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？答案：0v解析：若要粒子不从右边界飞出，则当达到最大速度时，半径最大，此时运动轨迹如图所示，即轨迹恰好和右边界相切。由几何关系可求得最大半径r，即rrcosL，所以r由牛顿第二定律得Bqvmv2/r所以vmax。9. 质谱仪原理如图所示
7、，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器。粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R为多大？答案：(1) (2)B1d (3) 解析：解答本题时可按以下思路分析： (1)在a中，正电子被加速电场U1加速，由动能定理得eU1mv2得v。(2)在b中，正电子受到的电场力和洛伦兹力大小相等，即eevB1，代入v值得U2B1d
8、。(3)在c中，正电子受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径R，代入v值得R 。10. 2014长春高二检测如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场。一束速率不同的带电粒子(质量、电量均相同，不计重力)从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题：(1)判断粒子的电性；(2)从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1v2；(3)它们在盒内运动时间之比t1t2。答案：(1)负电(2)12(3)21解析：(1)根据粒子的运动轨迹，用左手定则可判断出粒子带负电。(2)由几何知识可知，从b孔射出的粒子轨迹半径r1是正方形边长的一半，圆心在ab的中点；
9、从c孔射出的粒子半径r2等于正方形的边长，圆心在b点，即r22r1。再由洛伦兹力提供向心力qvBm，得v1v212。(3)粒子在磁场中的运动轨迹分别为半圆和四分之一圆，运动时间t1，t2，其中周期T，故t1t221。11. 2015杭州高二检测如图所示，以ab为分界面的两个匀强磁场，方向均垂直纸面向里，其磁感应强度B12B2。现有一质量为m、电荷量为q的粒子从O点沿图示方向以速度v开始运动，经过多长时间粒子重新回到O点。并画出粒子的运动轨迹。答案：运动轨迹如解析图所示解析：粒子重新回到O点的运动轨迹如图所示，则其运动轨迹为在B1中可组成一个整圆，在B2中是个半圆。所以t。12. 如图所示，直角
10、坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为。不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小。答案：(1)竖直向上(2)cot解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qEmgE重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP，如图所示。设半径为r，由几何关系知sin小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB由速度的合成与分解知cos由式得v0cot
