高考物理一轮复习 第九章 第3课时 带电粒子在匀强磁场中的运动备考典题精炼 粤教版

第章

第3课时

带粒在强场的动(课时活页卷)一、单项选择题（创新题“月球勘探者号”间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布磁场分布及元测定方面取得了新的成果球上的磁场极其微弱通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹分析月球磁场的强弱分布情况图示是探测器通过月球表面①四个位置时摄到的电子运动轨迹照(尺寸比例相同，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的()A．①②③④C．④③②①

B．①④②③D．③④②①【答案】A【解析】由可知带电粒子做周运动的半径r＜r，据带电粒子匀强mv磁场中轨道半径公式r＝可：＞＞，选项A正．qB2着生活水平的提高视已进入千家万户像是电视机的重要组成部分图所示为电视机显像管及其偏转线圈的意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的()A．电子枪发射能力减弱，电子减少B．加速电场的电压过高，电子率偏大C．偏转线圈匝间短路，线圈匝减少D．偏转线圈的电流过小，偏转场减弱【答案】A【解析】画面变小是由于电子的偏转角减小，即轨道半径变大造成的，由公r＝mv知，因为加速电压增大，将引起增，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起B减，qB从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小．综上所述，只有A项合题意．（2013.广梅州中学月考）．图所示为两个匀强磁场的分界面，两磁的磁

B.D.B.D.感应强度大小的关系为B＝，带电荷量为＋、质量为的粒子从点垂进入B磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点)A.C.

2qB2qB＋

2qBπmqB＋【答案】B2【解析】粒子在磁场中的运动迹如右图所示，由周期公式＝知粒子从点qB2mπ2π进入磁场到再一次通过点时t＝＋＝，以B选正确．qBqB4．如图所示，一电子束垂直于场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法()A．将变阻器滑动头P向右动B．将变阻器滑动头P向左动C．将极板间距离适当减小D．将极板间距离适当增大【答案】DU【解析】电入射极板后，偏A板说明＞，E可知减小场强E的方d法有增大板间距离，和减小板间电压，故项错D正确；而移动滑动头P并不能改变板间电压，故A、均误．二、双项选择题5．如图所示，在>0>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于平面向里，大小为B.现有一质为m、电荷量为的带电粒子，在轴到原点的距离为x的点以行于y轴的初速射入此磁场磁场力作用下沿垂直于y轴的方向射出此

磁场，不计重力的影响．下列分析正确的A．能确定粒子通过y轴时位置B．能确定粒子速度的大小C．不能确定粒子在磁场中运动经历的时间D．以上三个判断都不对【答案】AB【解析】因子垂直于x轴入磁场，又垂直于轴出磁场，可确定坐标原点为圆心，半径＝由＝

mvBqx2πmπm可知，可求出v＝，由t，T＝，求出＝，Bqm42Bq也能求出粒子射出磁场的位置＝，故A、B两正确．（2013.广连州中学月考6．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过区域的时间为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初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周C．带电粒子的初速度D．带电粒子在磁场中运动的半【答案】AB【解析】由电粒子在磁场中动的偏转角知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为mv60°，因此由几何关系得磁场宽度＝sin60°＝sin60°，又未加磁场时＝，qBqsin60°2πm所以可求得比荷＝，项对周期＝可求出B项对因初速度未知，所以mC、项错7．如右图所示，有一个正方形匀强磁场区域abcd，e是的中点是cd的中，如果在a点沿角线方向以速度v射一带负电的带电粒子，恰好从e点出，则)

mmA．如果粒子的速度增大为原来二倍，将从点出B．如果粒子的速度增大为原来三倍，将从点出C．如果粒子的速度不变，磁场磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别、f射出时，从f点射出所用时间最短【答案】AD【解析】作示意图如图所示根据几何关系可以看出，当粒子d点出时轨mv半径增大为原来的二倍，由半径公式R＝可，速度也增大为来的二倍，选项A正确qB显然选项错误当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会点出，选项B误据粒2子的周期公式＝，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决其轨迹圆qB弧所对应的圆心角，所以从ed射出所用时间相等，从点射出时所用时间短．8．2011年“3·15到来之际，平板电视终于纳入“三包”当中，显示屏等关键零部件包修年如右图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的束经过加速电场后进一圆形强磁场区磁方向垂直于圆面．不加磁场时子束将通过磁场中心点打到屏幕上的中心M，加磁场后电子束偏转到P点侧．现要使电子束偏转回到P，可行的办法()A．增大加速电压B．增加偏转磁场的磁感应强度C．将圆形磁场区域向屏幕靠近D．将圆形磁场的半径增大些【答案】ACmvmv【解析】若子束的初速度不零，则qU＝－，得v＝22

＋

2，轨道半

3qA3qAmv径＝，大偏转磁场的磁感应强度，轨道半径减小，电子束偏转到点侧；增大加速qB电压轨半径增大，电子束偏回到P将形磁场区域向屏幕靠近些，电子束偏转回到P点．AC两项确．9．如图所示，带有正电荷的A粒和粒子同时以同样大小的速从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点别以30°60°(边界的夹射入磁场，又恰好不从另一边界飞出，则下列说法中正确的()A．、两子在磁场中做圆周运动的半径之比是

133B．、两子在磁场中做圆周运动的半径之比是2＋3m1C．、两子的之是qm3D．、两子的之是2＋3【答案】BDR1＋cos60°3【解析】Rcos30°＝，cos60°＝，解得＝＝，R1＋cos30°2＋3mv/q3错B对因R，＝∝，＝，错D对qB/q2＋3三、非选择题10.如图所示，长为L、间距为d的平金属板，有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板不带电，现有质量为、电荷量为q的带正电粒重力不计，左侧两极板的中心处以不同速率v水射入欲使粒不打在板上粒子速率v应足什么条件？Bqd【答案】＜或v＞4

＋d4d【解析】设子刚好打在上极左边缘如图所)．＝，4

e＋Le＋Lmv又＝，Bqd解得＝.4设粒子刚好打在上极板右边缘时，d由图知：＝＋－)，24＋所以＝，4mv又＝，得v

＋d4

.综上分析，要使粒子不打在极板上，其入射速率应满足以下条件：Bq＋.4

v＜

Bqd或v411在视机的设计制造过程中考虑到地磁场对电子束偏转的影响采某种技术进行消除为确定地磁场的影程度需测定地磁场的磁感应强度的大小在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B和直向下的分量其中B沿水方向，对电子束影响较小可忽略B可通过以下装置进行测量如所示，水平放置的显像管中电子质为m，电荷量为e从电子枪的炽热灯丝上发出后初速度可视为0)，先经电压为U的电场加速沿平方向自南向北运动打距加速电场出口水平距离为L的上，电子束在屏上的偏移距离为d(1)试判断电子束偏向什么方向(2)试求地磁场的磁感应强度的直分量.22emU【答案】(1)向东偏(2)【解析】(1)利用左手定则，得电子束向东偏．

(2)由题意作出电子的运动轨迹图所示．电子经电场加速，由动能定理得：1eU＝mv2电子在磁场中做圆周运动，利用几何知识得：R＝R－)＋v洛伦兹力提供向心力evB＝，mv得：R＝eB22emU由以上各式得：＝＋

.12图所示坐标系中第一象限内充满着两个匀强磁为界线，在区域a中，感应强度为2B，方向垂直于纸面向里；在区b中，感应强度为，方向垂直于纸面向外点标(4l,3l)．质量为m、电荷量为的正电的粒子从P点y轴负方向射入区域，经过一段时间后，粒子恰能经过原点O不计粒子重力．(sin37°＝0.637°0.8)求：(1)粒子从P点运到O点时最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少53m25qBl【答案】(1)(2)＝1,2,3…)60qB12nm【解析】(1)设粒子的入射速为，用R、、T、分表示粒子在磁场区和bb区运动的轨道半径和周期mv则：R＝2

4444mvRqB2πT＝22