3　带电粒子在匀强磁场中的运动.docxVIP

PAGE7

第一章安培力与洛伦兹力

3带电粒子在匀强磁场中的运动

基础过关练

题组一带电粒子在磁场中运动的轨迹、半径、周期与时间的定性分析

1.如图所示,在通电直导线下方,有一电子沿平行导线方向以速度v开始运动,则()

A.将沿轨迹Ⅰ运动,轨迹半径越来越小

B.将沿轨迹Ⅰ运动,轨迹半径越来越大

C.将沿轨迹Ⅱ运动,轨迹半径越来越小

D.将沿轨迹Ⅱ运动,轨迹半径越来越大

2.电子以一定的速度沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场中,在运动中穿过薄板P,部分轨迹如图所示,a和b是轨迹上的两点,则电子()

A.在区域Ⅰ做匀速圆周运动的周期大于在区域Ⅱ做匀速圆周运动的周期

B.在区域Ⅰ做匀速圆周运动的周期小于在区域Ⅱ做匀速圆周运动的周期

C.由b点运动到a点

D.由a点运动到b点

3.极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响,进入两极附近时,撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视,发现正上方有如图所示的沿顺时针方向运动的弧状极光,则关于这一现象中的高速粒子的说法正确的是()

A.该粒子带负电

B.该粒子轨迹半径逐渐增大

C.若该粒子在赤道正上方垂直射向地面,会向东偏转

D.地磁场对垂直射向地球表面的该粒子的阻挡作用在南、北两极附近最强

4.(经典题)两个质量、电荷量均相等的带电粒子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,其运动轨迹如图所示。粒子重力不计,则下列说法正确的是()

A.a粒子带正电

B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C.b粒子在磁场中运动的速率较大

D.b粒子在磁场中运动时间较长

题组二带电粒子在匀强磁场中运动的半径、周期与时间的定量计算

5.在探究射线性质的过程中,让质量为m1、电荷量为+2e的α粒子和质量为m2、电荷量为-e的β粒子,分别垂直于磁场方向射入同一匀强磁场中,发现两种粒子做圆周运动的轨迹半径相同,则α粒子与β粒子的动能之比是()

A.m1m2B.m2

6.处于磁感应强度为B的匀强磁场中的一个带电粒子质量为m、电荷量为q,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动的速度大小为v。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值为()

A.q2B

C.2πmq

7.(经典题)如图所示,两个匀强磁场的方向相同,磁感应强度分别为B1、B2,虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中,其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线,以下说法正确的是()

A.电子的运动轨迹为P→E→N→C→M→D→P

B.电子运动一周回到P点所用的时间t=4π

C.B1=4B2

D.电子在磁感应强度为B2的区域受到的磁场力始终不变

8.云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b,如图所示,a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧,半径之比ra∶rb=6∶1,相同时间内的径迹长度之比la∶lb=3∶1,不计重力及粒子间的相互作用力,则()

A.粒子a电性为正

B.粒子a、b的质量之比ma∶mb=6∶1

C.粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比Ta∶Tb=1∶2

D.粒子b的动量大小pb=17

9.一带电粒子经加速电压U加速后垂直于磁场方向进入匀强磁场区域,现仅将加速电压增大到原来的2倍后,粒子再次进入匀强磁场,则()

A.运动的轨迹半径变为原来的2倍

B.运动的动能变为原来的2倍

C.运动周期变为原来的2倍

D.运动的角速度变为原来的2倍

10.(2023江苏连云港阶段测试)如图所示,半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一不计重力的带电粒子从图中A点以速度v0垂直磁场射入,速度方向与半径方向成45°角,当该粒子离开磁场时,速度方向恰好改变了180°,下列说法正确的是()

A.该粒子带正电

B.该粒子的比荷为2

C.该粒子出磁场时速度方向的反向延长线通过O点

D.该粒子在磁场中的运动时间为2π

能力提升练

题组一带电粒子在有界匀强磁场中的运动

1.(经典题)如图所示,直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场,经t1时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,不计电子所受重力,则t1t2

A.3B.2C.32D.

2.如图所示,正方形区域abcd内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场,并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力。下列说法正确的是()

A.粒子带