带电粒子在磁场中运动

1、练习二十1、贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕。人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，它们同时放出、射线。如图所示，若将放射源分别放在匀强电场和匀强磁场中，并使电场和磁场与射线射出的方向垂直。由于场的作用带电的射线将发生偏转。以下说法正确的是A和甲为射线，和丙是射线            B和丙为射线，和甲是射线C和甲为射线，和乙是射线        &#

2、160;   D和乙是射线，和丙是射线2、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将A向东偏转     B向南偏转C向西偏转     D向偏转3、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是 A洛伦兹力对带电粒子做功 B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大小与速度无关 D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向4、一束

3、带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是A向右飞行的正离子束 B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束 D问左飞行的负离子束5、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是       A速率越大，周期越大              B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行    

4、      D速度方向与磁场方向垂直 6、初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则  A电子将向右偏转，速率不变B电子将向右偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向左偏转，速率改变 7、下列说法正确的是A电荷在电场中某处不受电场力，则该处的电场强度一定为零B电荷在电场中某处不受电场力，则该处的电势一定为零C运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用D通电直导线在磁场中某处不受安培力，则该处的磁感应强度一定为零8、如图所示，水平导线中通有稳恒电

5、流，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，其后电子将A.沿路径a运动，轨迹是圆B.沿路径a运动，曲率半径变小C.沿路径a运动，曲率半径变大D.沿路径b运动，曲率半径变小9、如图所示，一个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端自静止下滑到底端的速度为v，若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，则带电物体滑到底端时的速度将    A大于v B小于vC等于v D无法确定11、如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是（     ）12、下列图中，电荷的速度方向、磁场方向

6、和电荷的受力方向之间的关系正确的是13、如图，一束电子以不同的速率沿图示方向飞入横截面是正方形的匀强磁场，则电子A速率越大，在磁场中运动时间越长B在磁场中运动时间越长，其轨迹弧线越长C在磁场中运动的轨迹线所对应的圆心角最大是D在磁场中运动时间相同，其轨迹线一定重合14、三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，它们的运动轨迹分别如图所示则（    ）A粒子a一定带正电              

7、60; B粒子b一定带正电C粒子c一定带正电                D粒子b一定带负电15、在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（  

8、; ）A. ta=tbtcB. tctbtaC. rcrbraD. rbrarc 16、如图所示为圆柱形区域的横截面，内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B ，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向射入时，穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示，根据上述条件可求下列物理量中的                      

9、;                                             （    ）A带电粒子的荷质比

10、0;     B带电粒子的初速度C带电粒子在磁场中运动的周期            D带电粒子在磁场中运动的半径17、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，若粒子在磁场运动的过程中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷及所带电荷的正负是A，正电荷    &#

11、160;                   B，正电荷 C，负电荷                       D，负电荷18、如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时从匀强磁场的边界上的

12、P点分别以30°和60°（与边界的交角）射入磁场，又同时从磁场边界上的Q点飞出，设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是                               （    ） A若A粒子是粒子，则B粒子可能是质子 

13、B若A粒子是粒子，则B粒子可能是氘核 CA粒子和B粒子的速度之比为  DA粒子和B粒子的速度之比为19、如图，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为q的的粒子，以速度V从O点射入磁场，角已知，粒子重力不计，则粒子在磁场中的运动时间为（      ）A.       B.       C.     D. 20、如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和

14、电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是   Aa粒子动能最大             Bc粒子速率最大   Cc粒子在磁场中运动时间最长   D它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc 21、下图中表示磁场B、正电荷运动速度V和磁场对电荷作用力F的方向相互关系图，且B、F、V垂直，这四个图中画得正确的是22、

15、如图所示，一束正离子（不计重力）垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可以得出结论 （     ）A它们的速率一定相等     B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同D它们的电量和质量之比一定各不相同23、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，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E平板S上有可让粒子通过的狭缝

16、P和记录粒子位置的胶片A1A2平板S下方有强度为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24、如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则    A从P射出的粒子速度大B从Q射出的粒子速度大C从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长25、如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理

17、想边界，磁感应强度分别为B1、B2今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线则以下说法正确的是（  ）A电子的运行轨迹为PDMCNEPB电子运行一周回到P用时为 CB14 B2 DB12 B2 26、如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的 A动能       B质量 C电荷量     

18、;    D比荷27、如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、磁感应强度为B。带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射，粒子速率为v，关于粒子在金属板间运动轨迹下列说法正确的是（    ）A若vE/B ，粒子的运动轨迹为直线1B若vE/B， 粒子的运动轨迹为曲线2C若vE/B， 粒子的运动轨迹为曲线3D无论v取何值，粒子的运动轨迹都为直线128、如图所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为

19、m，电荷量为e），求：（1）它们从磁场中射出时相距多远？（2）射出的时间差是多少？29、如图所示，一带电粒子质量为m、电量为q，垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域，已知它恰好能从上边界飞离磁场区域，且此时速度方向偏离入射方向角。已知磁场区域的宽度为d，磁感强度为B，方向垂直于纸面向里，不计粒子所受重力。求：（1）粒子进入磁场时的速度。（2）粒子穿越磁场所用的时间。30、（14分）如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界线是半径为R的半圆，两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出，最终打到Q点，

20、不计微粒的重力。求：（1）微粒在磁场中运动的周期；（2）从P点到Q点，微粒的运动速度大小及运动时间；（3）若向里磁场是有界的，分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域，上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出，且微粒仍能到达Q点，求其速度的最大值。31、如图中，在以O点为圆心，半径未知的圆形真空内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，一带电量为q质量为m的粒子（重力不计）从A点以速度v垂直于B方向正对O点射入磁场中，从C点射出，AOC为1200，则该带电粒子在磁场中运动的（1）、轨道半径为多少？（6分）（2）、时间为多长？（3分）32、如图所示，半径为r =10cm的圆形匀强磁场区域边界跟

21、y轴相切于坐标原点O，磁感应强度为B=0.332T，方向垂直纸面向里。在O处有一放射源，可沿纸面向各个方向射出速率为v=3.2 ×106m/s的带正电粒子，已知该粒子的质量m=6.64 ×10-27kg,电量为q=3.2 ×10-19C。不计重力。（1）沿半径OC方向射出的粒子，穿过磁场时方向偏转角度是多大？（2）在磁场中运动时间最长的粒子运动时间是多少？33、如图所示，质量为m带电量为q的带电粒子，从离子源以很小的速度进入电势差为U的电场中加速后垂直进入磁场强度为B的磁场中，不计粒子从离子源射出时的速度，求：（1）带电粒子进入磁场时的速度大小？（2）带电粒子进入

22、磁场的偏转半径？34、（15分）带电粒子的质量，电荷量q=l.6×10-19C，以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂宣于磁场边界的方向进匀强磁场，磁场的磁感强度为B=0.17T磁场的宽度为L=10cm求：（不计重力）（1）带电粒子离开磁场时的偏转角多大？（2）带电粒子在磁场中运动的时间是多少？（3）带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d多大？35、（12分）下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及

23、P到O的距离l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m之比。   36、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。求：   （1）该带电粒子的电性；   （2）该带电粒子的比荷。37、（12分）一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴

24、射出第一象限，不计重力。求:（1） 粒子做圆周运动的半径    （2）匀强磁场的磁感应强度B                          38、如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的

25、初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据求:带电粒子的比荷及带电粒子在磁场中运动的周期39、（10分）如图13，一束电子（电量为e）以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，求：（1）电子的质量是多少？  （2）穿过磁场的时间是多少？  （3）若改变初速度，使电子刚好不能从A边射出，则此时速度v是多少？              

26、60;                                40、如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距

27、离为l，求该粒子的电量和质量之比q/m及带点粒子在磁场中的运动时间。41(10分)如图所示，PQ、MN为处于同一水平面内的平行放置的金属导轨，相距1m，一个导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，棒与导轨的动摩擦因数为=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g取10m/s2)42.（14分）如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场在电场力的作用下

28、发生偏转，从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为d，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求： (1)粒子从C点穿出磁场时的速度v. (2)电场强度和磁感应强度的比值.43（16分）如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg，电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压为U2。金属板长L=20cm，两板间距d =20cm，上极板带正电，下极板带负电。粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁

29、场中，位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场，磁场中其余区域没有边界。磁场磁感应强度为B。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度大小？（2）若粒子一定会由偏转电场进入磁场中，偏转电压U2满足什么条件？PU1U2B（3）在（2）前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场，则磁感应强度B应满足什么条件？ 参考答案一、选择题1、B中档。考查、所带的电性，电场、和磁场对粒子的作用，左手定则。考查：理解能力和推理能力。根据具体问题，运用物理规律确定物理量之间的关系进行论证和判断，并能把推理过程和结果正确地表达出来。 2、解析地磁场方向由南向北；由左手定则可判定带正电的粒子在赤道上受到向东的洛伦兹力，A正确答案

30、A 3、B解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，选项A错误、选项B正确；根据FqvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关，选项C错误；洛伦兹力的作用效果就是改变带电粒子的运动方向，不改变速度的大小，选项D错误 4、BC 5、D 6、A 7、A 8、C  9、B 10、B 11、CD 12、B 13、C 14、 A  15、【答案】AC 16、AC 17、  C 18、AD 19、D 20、B    21、D22、AD 23、ABC 24、BD 25、AD 26、D 27、ABC 二、综合题28、解析：正负电子的半径和

31、周期是相同的，只是偏转方向相反.先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.所以两个射出点相距2r，由题图还看出经历时间相差2T/3.答案：（1）射出点相距s=（2）时间差为t= 29、dqB/（msin），m/（qB）。 30、解：（1）由                 得            （2）粒子的运动轨迹将

32、磁场边界分成n等分（n=2，3，4）由几何知识可得： ；  ；   又            得   （n=2，3，4）    当n为偶数时，由对称性可得    （n=2，4，6）   当n为奇数时，t为周期的整数倍加上第一段的运动时间，即      （n=3，5，7）    &

33、#160;        （3）由几何知识得  ；    且不超出边界须有：       得                当n=2时 不成立，如图        比较当n=3、n=4时的运动半径，知 当n=3

34、时，运动半径最大，粒子的速度最大     得：             w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 31、1）、qvB=mv2/R -    得   R=mv/qB2）、t=T/6  -   T=2m/qB  -    得  t=m/3Qb32、解答 （1）粒子轨道半径为R，则2分 &#

35、160;     2分   2分3)      粒子在磁场中作圆周运动，转过的圆心角的最大值：                                  

36、;                                   3分粒子在磁场中运动的最长时间              

37、                        3分33、(1)根据动能定理：  解得：（2）带电粒子做匀速圆周运动：所以：r= 34、解：（1）轨迹半径为       2分        所以    即：带电粒子离开磁场时的偏转角为：  2分   （2）带电粒子在磁场中运动的时间为：       3分      2分   （3）带电粒子离开磁场时偏离入射方向的距离为