高中物理磁场带电粒子在匀强磁场中的运动课后达标检测 新人教版选修31

1、带电粒子在匀强磁场中的运动一、选择题1(多选)如果一带电粒子匀速进入一个磁场，除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中可能做()A匀速直线运动B平抛运动C匀加速直线运动 D变速曲线运动导学号99690318解析：选AD.如果粒子运动方向与磁场方向平行，则它不会受到洛伦兹力，做匀速直线运动，A正确在其他情况下，洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，速度大小不变，但方向变化，所以只能做变速曲线运动，D正确粒子的加速度方向时刻改变，所以不能做匀加速直线运动和平抛运动，B、C均错误故选A、D.2.如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将()A沿路径

2、a运动，轨迹是圆B沿路径a运动，轨迹半径越来越大C沿路径a运动，轨迹半径越来越小D沿路径b运动，轨迹半径越来越小导学号99690319解析：选B.由安培定则及左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲，又由r知，B减小，r越来越大，故电子的径迹是a，B正确，A、C、D错误3.质量和电荷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()AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间导学号99690320解析：选A.根据左手定则可知N带正电，M带负电，A正确；因为r，而M的半径大于N的半径，所

3、以M的速率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；M和N的运行时间都为t，D错误故选A.4.(2016·余姚期中)薄铝板将同一匀强磁场分成、两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图，半径R1>R2，假定穿过铝板前后粒子电量保持不变，则该粒子()A带正电B在、区域的运动时间相同C在、区域的运动加速度相同D从区域穿过铝板运动到区域导学号99690321解析：选B.粒子穿过铝板受到铝板的阻力速度将减小，由r可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小，故可得粒子由区域运动到区域，结合左手定则可知粒子带负电，故A、D错误；由T可知粒子运动的周期不变，粒子在

4、区域和区域中运动的时间均为tT，故B正确；根据向心加速度公式a，可知，周期相同，半径不同，所以加速度不同，故C错误5.如图所示，有界匀强磁场边界线SPMN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子其速度方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1t2为()A13 B43C11 D32导学号99690322解析：选D.画出运动轨迹，过a点的粒子转过90°，过b点的粒子转过60°，故选项D正确6(多选)如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速

5、度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场匀强磁场的磁感应强度为B，匀强电场的电场强度为E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小导学号99690323解析：选ABC.因同位素原子的化学性质完全相同，无法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，选项A正确在速度选择器中，带电粒子所受静电力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大、反向，结合左手定则可知选项B正

6、确再由qEqvB有v，选项C正确在磁感应强度为B0的匀强磁场中R，所以，选项D错误7.用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪种方法()A将其磁感应强度增大为原来的2倍B将其磁感应强度增大为原来的4倍C将D形金属盒的半径增大为原来的4倍D将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍导学号99690324解析：选A.设粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为R，由牛顿第二定律得evBm质子的最大动能Ekmmv2解式得Ekm要使质子的动能增加为原来的4倍，可以将磁感应强度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍，B、C错误，A正确；质子获

7、得的最大动能与加速电压无关，D错误8.如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力则()A带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为31B带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为1C带电粒子l与带电粒子2在磁场中运动时间比值为21D带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为12导学号99690325解析：选A.根据题图中几何关系，tan 60°R/r1，tan 30°R/r2，带电粒子在匀强磁场中运动，r，联立解得带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为

8、31，选项A正确，选项B错误；带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为223，选项C、D错误9.(多选)(2016·山东实验中学高二检测)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示的正方形虚线为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力下列说法正确的是()A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大导学号996903

9、26解析：选BD.由于粒子比荷相同，由r可知速度相同的粒子运动半径相同，运动轨迹也必相同，B正确对于入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，而由T知所有粒子在磁场运动周期都相同，A、C皆错误再由tT可知D正确故选B、D.10.(多选)如图所示，平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点(图中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则()A该粒子带正电BA点与x轴

10、的距离为C粒子由O到A经历的时间tD运动过程中粒子的速度不变导学号99690327解析：选BC.根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D项错；粒子做圆周运动的半径r，周期T，从O点到A点速度的偏向角为60°，即运动了T，所以由几何知识求得点A与x轴的距离为，粒子由O到A经历时间t，B、C两项正确二、非选择题11.如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角为30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的

11、时间又是多少？导学号99690328解析：电子在磁场中运动，只受洛伦兹力F作用，故其轨迹AC是圆周的一部分，又因为F垂直于v，故圆心就是电子进入和穿出磁场时两速度垂线的交点，如图中的O点由几何知识可知，所对圆心角为30°，OC为半径r，则r2d由r得m由于所对圆心角是30°，因此穿过磁场的时间为t·TT，又T，故t·.答案：12.(2016·沈阳高二测试)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