选择题题型专练九磁场及带电粒子在磁场中的运动.docx

选择题题型专练(九)磁场及带电粒子在磁场中的运动1理论研究表明，无限长通电直导线磁场中某点的磁感应强度可用公式Bk表示，公式中的k是常数、I是导线中的电流、r是该点到直导线的距离。若两根相距为L的无限长通电直导线垂直x轴平行放置，电流均为I，如图所示。能正确反映两导线间的磁感应强度B与x关系的是图中的(规定B的正方向垂直纸面向里)解析根据安培定则可知，左侧通电直导线在两通电直导线间的磁场方向垂直纸面向里，右侧通电直导线在两通电直导线间的磁场方向垂直纸面向外，又由于两导线中的电流大小相等，Bk，因此在两导线中间位置合磁感应强度为零，从中点向两边合磁感应强度越来越强，左边的合磁感应强度方向垂直纸面向里，为正值，右边的合磁感应强度方向垂直纸面向外，为负值。故A正确。答案A2(多选)如图所示，两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O、O两点，已知OO连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为，保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析正确的是A两导线中的电流方向一定相同B两导线中的电流方向一定相反C所加磁场的方向可能沿z轴正向D所加磁场的方向可能沿y轴负向解析导线静止时，两直导线均偏离竖直方向角，说明两导线的相互作用力为斥力，因此两导线中电流方向相反，A错，B对。空间加上磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均匀增大了相同的角度，说明两直导线受外加磁场的安培力大小相等，磁场方向应沿细线夹角的平分线，因此可能沿z轴正方向或负方向，C对。D错。答案BC3(多选)如图所示，半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)。两个质量、电量都相同的正粒子，以相同的速率v从a点先后沿直径ac和弦ab的方向射入磁场区域，ab和ac的夹角为30。已知沿ac方向射入的粒子在磁场中运动的时间为其圆周期的，不计粒子重力，则A粒子在磁场中运动的轨道半径为RB粒子在磁场中运动的轨道半径为2RC沿ab方向射入的粒子在磁场中运动的时间为D沿ab方向射入的粒子在磁场中运动的时间为解析据沿ac入射的粒子运动时间为T知粒子的轨道半径为R；沿ab方向射入的粒子，向上偏转，在磁场中运动为圆周，tT。答案AC4(多选)如图所示，含有H、H、He的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P2两点。则A打在P1点的粒子是HeB打在P2点的粒子是H和HeCO2P2的长度是O2P1长度的2倍D粒子在偏转磁场中运动的时间都相等解析带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反；即：qvBqE，所以：v，可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以：qvB，所以：r，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在P1点的粒子是H，打在P2点粒子是H和 He。故A错误，B正确；由题中的数据可得， H的比荷是 H和 He的比荷的2倍，所以 H的轨道半径是 H和 He的半径的倍，即O2P2的长度是O2P1长度的2倍。故C正确；粒子运动的周期：T，三种粒子的比荷不全相同，所以粒子在偏转磁场中运动的时间不全相等，故D错误。答案BC5(多选)如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是 A极板M比极板N电势高B加速电场的电压UERC直径PQ2BD若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷解析由粒子在电场或磁场中的运动可知，粒子带正电，故UMN0，才能使粒子加速，故A正确。由qUmv2和qEm联立解得UER，故B错误。在磁场中，PQ2 ，可见C错、D对。答案AD6如图所示，在正交的匀强电磁场中有质量、电荷量都相同的两油滴，A静止，B做半径为R的匀速圆周运动。若B与A相碰并结合在一起，则它们将A以B原速率的一半做匀速直线运动B以为半径做匀速圆周运动C仍以R为半径做匀速圆周运动D做周期为B的一半的匀速圆周运动解析由A、B相碰时动量守恒mv2mv，有v。据题意碰后A、B合成的大油滴仍受重力与电场力平衡，合外力是洛伦兹力，所以继续做匀速圆周运动，且有r，T。选项B正确。答案B7(多选)如图所示，直角三角形OAC内存在垂直纸面向里的匀强磁场，AOC30，在O点带电粒子能沿OA、OC方向以一定初速度垂直磁场方向射入磁场。现重力不计的质子和反质子(两种粒子质量相同，带等量异种电荷)在O点同时射入磁场，两个粒子经磁场偏转后恰好分别从A、C两点离开磁场，则A沿OA方向射入的一定是反质子B质子和反质子的初速度大小之比为2C质子和反质子在磁场中的运动时间相等D反质子比质子先离开磁场解析粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，Bqvm，得r，由左手定则可知沿OA方向射入的一定是质子，A错误；由几何关系可知质子的运动半径ROC，反质子的运动半径rOA，OAOC，R，r，所以质子和反质子的初速度大小之比为v1v2Rr2，B正确；因两段轨迹圆弧所对应的圆心角均为60，由tT及T知质子和反质子在磁场中的运动时间相等，C正确，D错误。答案BC8如图所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。由绝缘材料制成的光滑轨道AC与水平面的夹角为，C点处于MN边界上，其延长线为CD。一质量为m的带电小球沿轨道AC下滑，至C点后沿直线CD运动。则以下说法错误的是A小球带正电荷B小球在MN左侧做匀加速直线运动C小球在MN右侧做匀速直线运动D小球在MN的右侧所受洛伦兹力为解析小