2017届高中物理第3章磁场6带电粒子在匀强磁场中的运动课时作业新人教版选修3-1.docVIP

带电粒子在匀强磁场中的运动 基 础 夯 实 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是(　D　) 解析：由qvB＝m得r＝，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D正确。 2．(浙江镇海中学2015～2016学年高二上学期期中)一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)。从图中可以确定(　B　) A．粒子从a到b，带正电　 B．粒子从b到a，带正电 C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电 解析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r＝可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，再根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确。 3．(昌乐二中2014～2015学年高二上学期检测)如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(　D　) A．2　　　 B．　　　 C．1　　　 D． 解析：由EK＝mv2可知当动能为原来的一半时，速度是原来的。由R＝将R1＝2R2代入可得B1B2＝，D正确。 4．(江苏泰州中学2015～2016学年高二上学期期中)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法错误的是(　B　) A．三个粒子都带正电荷 B．c粒子速率最小 C．a粒子在磁场中运动时间最长 D．它们做圆周运动的周期Ta＝Tb＝Tc 解析：由运动轨迹可知rarbrc，根据r＝，可知vcvbva，根据运动轨迹对应的圆心角及周期公式，可知a粒子在磁场中运动时间最长，它们的周期相等，综上所述，选项B错ACD正确。 5．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　AB　) A．M带负电，N带正电 B．M的速率大于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动规律，解题关键是洛伦兹力提供向心力，明确半径公式和周期公式，由左手定则知M带负电，N带正电，A正确；由qvB＝得R＝得，M的速度比N大，B正确。由T＝可知粒子M和N周期相同，在磁场中均运动半个周期，所以时间相等，D错；洛伦兹力永不做功，C错。 6．一个带电粒子(重力不计)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，如图中的虚线所示。在图所示的几种情况中，可能出现的是(　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。 二、非选择题 7．(济南一中高二期末)如图所示，、、为电场和磁场的理想边界，一束电子(电量为e，质量为m，重力不计)，由静止状态从P点经过、间的电场加速后垂直到达边界的Q点。匀强磁场的磁感应强度为B，磁场边界宽度为d，电子从磁场边界穿出时的速度方向与电子原来的入射方向夹角为30°。求： (1)电子在磁场中运动的时间t； (2)若改变PQ间的电势差，使电子刚好不能从边界射出，则此时PQ间的电势差U是多少？ 答案：(1)　(2) 解析：(1)由evB＝m　T＝ 得电子在磁场中运动周期T＝ 电子在磁场中运动时间：t＝T＝T　得：t＝ (2)电子刚好不从边界穿出时轨道与边界相切，运动半径为R＝d 由evB＝m得v＝ PQ间由eU＝ 得U＝ 能 力 提 升 一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题) 1．(福建福州一中2015～2016学年高二检测)如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直。一束质量为m、带电量为－q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为(　D　) A． B． C. D． 解析：如图所示，能打到的范围中最远点为2R处，其中R为轨迹半径