陕西省交大附中高三物理 第40课时 洛仑兹力 带电粒子在磁场中的运动练习试题（B卷）.doc

第40课时 洛仑兹力 带电粒子在磁场中的运动（b卷）1易错现象1混淆带电粒子做圆周运动的周期与在磁场中的运动时间.2混淆带电粒子做圆周运动的半径与磁场边界的半径.3不注意运动过程的分析，死记某些结论.纠错训练图40-b11如图40-b1所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中,其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，则a.电子速率之比为vc:vd=2:1b电子在容器中运动所用时间之比为tc:td=1:2c电子在容器中运动时的加速度大小之比是ac：ad=d电子在容器中运动时的加速度大小之比ac：ad=2:l图40-b3图40-b22在真空中半径为r310m的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁感应强度b02t，方向如图40-b2所示一带正电粒子以速度v1210ms的初速度从磁场边界上的直径ab一端a点射入磁场，已知该粒子荷质比q/m108ckg，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为_3.如图40-b3，电子源s能在图示纸面上360范围内发射速率相同的电子(质量为m、电量为e)，mn是足够大的竖直挡板，与s的水平距离os=l，挡板左侧是垂直纸面向里，磁感应强度为b的匀强磁场(1)要使发射的电子能到达挡板，电子速度至少为多大?(2)若s发射的电子速率为ebl/m时，挡板被电子击中的范围有多大？检测提高图40-b4一、选择题1如图40-b4所示，一个带负电荷的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时：( )av变大 bv变小cv不变 d不能确定v的变化 2具有相同动能的两个带正电粒子，带电量为ql=2q2，质量ml=4m2，均垂直磁场方向射入同一匀强磁场，下面正确的是( )a两粒子轨道半径相同 b两粒子运动周期相同c.两粒子进入磁场后，动量大小相同图40-b5d两粒子转动角速度相同3长为l水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图40-b5所示，磁感应强度为b，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：( ) a.使粒子的速度 b.使粒子的速度 c.使粒子的速度 d.使粒子的速度图40-b64如图40-b6所示圆区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和带电量都相同的带电粒子，以不相等的速率，沿着相同的方向，对准圆心o射入匀强磁场中，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则下列说法中正确的是( ) a运动时间较长的，其速率一定较大b运动时间较长的，在磁场中通过的路程较长c运动时间较长的，在磁场中偏转的角度一定较大d运动时间较长的，射离磁场时的速率一定增大图40-b75在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕o点在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图40-b7所示若小球运动到a点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是( ) 图40-b8a小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变b小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小c小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变d小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小6如图40-b8所示，m、n两个带电小球，用长为l的绝缘轻绳相连两球沿杆下滑并保持水平，两球离开杆后，进入虚线间垂直于纸面的匀强磁场中，两球仍能保持连线水平并竖直下落，设m球带正电，电量q，磁感应强度为b，下列说法正确的( ) a磁场方向一定垂直于纸面向外 bn球带正电，电量为q cn球带负电，电量为q图40-b9d两球质量不一定相等7如图40-b9所示，ab和cd为两条相距较远的平行直线，ab 的左边和cd的右边都有磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，虚线是由两个相同的半圆及和半圆相切的两条线段组成，甲、乙两带电体分别从图中a、d两点以不同的初速度开始向两边运动，轨迹正好和虚线重合，它们在c点碰撞后结为一体向右运动，若重力不计，则下面说法正确的是( )a开始时甲的动量一定比乙的小b甲带的电量一定比乙带的多 c甲、乙结合后运动的轨迹始终和虚线重合d甲、乙结合后运动的轨迹和虚线不重合二、填空题图40-b11图40-b108.（97年高考）如图40-b10，在x轴的上方存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.在原点o有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v.对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x_，最大y_. 图40-b129如图40-b11所示，有一边长为a的等边三角形与匀强磁场垂直，若在三角形一边中点处，以速度v平行于该边发射一个质量为m、电量为e的电子，为了使电子不射出这个三角形匀强磁场，则该磁场磁感应强度的最小值为_10如图40-b12所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与轴成30角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为_；它们离开磁场时的速度方向互成_角三、计算题图40-b1311如图40-b13所示，环状匀强磁场b围成的中空区域，具有束缚带电粒子作用设环状磁场的内半径r110cm，外半径为r220cm，磁感 应强度b0.1t，中空区域内有沿各个不同方向运动的粒子，试计算能脱离磁场束缚而穿出外圆的粒子的速度最小值，并说明其运动方向（已知质子的荷质比qm108ckg）12如图40-b14(a)所示，在坐标xoy平面的第一象限内，有一个匀强磁场，磁感应强度大小恒为b0，方向垂直于xoy平面，且随时间做周期性变化，如图(b)所示，规定垂直xoy平面向里的磁场方向为正一个质量为m，电量为q的正粒子，在t=0时刻从坐标原点以初速度vo沿x轴正方向射入，在匀强磁场中运动，经过一个磁场变化周期t(未确定)的时间，粒子到达第一象限内的某一点p，且速度方向沿x轴正方向(不考虑重力作用) (1)若点o、p连线与x轴之间的夹角为45，则磁场变化的周期t为多大? (2)因点p的位置随着磁场周期的变化而变化，试求点p纵坐标的最大值为多少?此时磁场变化的周期又为多大? 图40-b14图40-b1513如图40-b15所示，小车a的质量m2kg，置于光滑水平面上，初速度为v14ms带正电荷q02c的可视为质点的物体b，质量m01kg，轻放在小车a的右端，在a、b所在的空间存在着匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度b05t，物体与小车之间有摩擦力作用，设小车足够长，求（1）b物体在小车上的的最大速度? （2）小车a的最小速度?（3）在此过程中系统增加的内能?（g10ms）第40课时 洛仑兹力 带电粒子在磁场中的运动（b卷）答案纠错训练1.abd 2. 52108s 3.解：（1）要使发射的电子能到达挡板，2rl, evb=mv2/r,得vebl/2m (2) 若电子速率为ebl/m时r=l ,电子能到达的最远处在以s为圆心2r 为半径的圆周上，又由于磁场的边界限制，挡板被电子击中的范围如图所示，pq=(1+)l 检测提高 1.b 2.a 3.ab 4c 5acd 6.acd 7.bc 8. 9mvae 10. 2:1180 11. 解：沿内圆切线运动的粒子脱离磁场穿出外圆的速率为最小值由qvb=mv2/r得v=qbr/m而r（r2r1）25102m，又qm2q4m5107ckg解得：vqbrm2.5105ms12解：（1）由于粒子仅受洛沦兹力作用，故粒子在磁场中做匀速圆周运动，当磁场方向改变时，圆弧弯曲方向发生改变，为使粒子经过一个磁场变化周期到达p点，且op与x轴正向夹角为45，p点速度方向沿x轴正方向，则粒子必须经过两个四分之一圆弧粒子做匀速圆周运动周期t02mqb，因而磁场变化周期t2t04mqb（2）磁场变化周期t越大，两段圆弧越长，p点纵坐标越大，之后半圆弧与y轴相切时，p点纵坐标最大设此时两圆弧圆心分别为o1、o2，则o1、o2连线必通过两圆弧交点（切点）c，且有oo1=o2p=o1c=o2