江苏省泰州市高中物理 36 带电粒子在匀强磁场中的运动同步检测 新人教版选修31.doc

第六节带电粒子在匀强磁场中的运动基础夯实1如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源p处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是()aabbcc dd答案：bd解析：出射方向必与运动轨迹相切2右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.3(2010新泰高二检测)一个带电粒子以初速度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()答案：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4一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0w2c一定是w1w2，也可能是w10)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为e0的匀强电场和磁感应强度大小为b0的匀强磁场，照相底片d与狭缝s1、s2的连线平行且距离为l，忽略重力的影响(1)求从狭缝s2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用e0、b0、e、q、m、l表示)答案：(1)(2)x解析：(1)能从速度选择器射出的离子满足qe0qv0b0 v0 (2)离子进入匀强偏转电场e后做类平抛运动，则xv0t lat2 由牛顿第二定律得qema 由解得x能力提升1(2011临朐一中质检)如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点o处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()a.，正电荷b.，正电荷c.，负电荷 d.，负电荷答案：c解析：粒子穿过y轴正半轴，由左手定则可判断粒子带负电，粒子在磁场中运动轨迹如图所示，由图中几何关系可得：rrsin30a，解得ra由r得：.2(2010重庆)如下图所示，矩形mnpq区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.粒子编号质量电荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v5 2mqv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为()a3、5、4 b4、2、5c5、3、2 d2、4、5答案：d解析：根据左手定则可知a、b带同种电荷，c所带电荷与a、b电性相反，粒子运动的轨道半径r，而由题图可知，半径最大的粒子有两个，b是其中之一，a和c两粒子的半径相等，其大小处于中间值，因此分析表中数据并结合粒子电性的限制可知，半径最大的粒子的编号为3和4，半径最小的粒子的编号为1，半径处于中间的粒子的编号为2和5.又据题图可知有3种粒子的电性相同(包括a、b)，另两种粒子的电性也相同(包括c)，但与前3种的电性相反，综合以上情况可知，只有选项d正确3.一同学家中电视机画面的幅度偏小，维修店的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障(显像管及偏转线圈l如下图所示)那么引起故障的原因可能是()a电子枪发射能力减弱，电子数减小b加速电场的电压过高，电子速率偏大c偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少d偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱答案：bcd解析：画面变小，是由于电子束的偏转角减小，即偏转轨道半径增大所致，根据轨道半径公式r，加速电压增大，将引起v增大，而偏转线圈匝数减少或电流减小，都会引起b减小，并最终导致r增大，偏转角减小4(2010佛山高二检测)如图所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是运动的最低点，以下说法正确的是()a这粒子必带正电荷ba点和b点在同一高度c粒子在c点时速度最大d粒子到达b点后，将沿曲线返回a点答案：abc解析：根据粒子弯曲方向，可知受洛伦兹力方向必沿弯曲方向，判断出粒子必带正电而粒子在a、b两点时速度都为零，在运动过程中洛伦兹力不做功，这样重力功和电场力功应均为零即a、b点在同一高度；粒子到达最低点c点，电场力功和重力功最大，速度达到最大，而粒子到b点后将沿同样路径向右偏转5.(2011临沂模拟)如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为r0.50m的绝缘光滑槽轨，槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度b0.50t.有一个质量m0.10g，带电量为q1.6103c的小球在水平轨道上向右运动若小球恰好能通过最高点，则下列说法正确的是()a小球在最高点所受的合力为零b小球到达最高点时的机械能与小球在水平轨道上的机械能相等c如果设小球到达最高点的线速度是v，则小球在最高点时式子mgqvbm成立d如果重力加速度取10m/s2，则小球的初速度v04.6m/s答案：abd解析：带电粒子在最高点除受到重力外，还受到竖直向上的洛伦兹力作用，属于“轻杆小球”模型，最高点的临界条件是速度为0，小球在最高点所受的合力为零，a对，小球运动中洛伦兹力以及轨道的弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，b对，如果设小球到达最高点的线速度是v，则小球在最高点时式子mgqvbm成立，c错，根据机械能守恒可以计算出小球的初速度v04.6m/s，d对6.(2011湖南省三校高二期末联考)一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v0从o点沿y轴正方向射入磁感应强度为b的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面粒子飞出磁场区域后，再运动一段时间从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向夹角为30，如图所示不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)b点到o点的距离；(3)粒子从o点到b点