2019-2020年高中物理 第三章 磁场 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动课后训练 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第三章 磁场 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动课后训练 新人教版选修3-11两个粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动A若速率相等，则半径必相等B若动能相等，则周期必相等C若质量相等，则周期必相等D若质量与速度的乘积大小相等，则半径必相等2如图是科学史上一张著名的实验照片示意图，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，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3一带电粒子在磁感应强度是B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入一磁感应强度为2B的匀强磁场，仍做匀速圆周运动，则A粒子速率加倍，周期减半B粒子的速率不变，轨道半径减半C粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4D粒子的速率不变，周期减半4.如图所示，环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。正、负离子由静止经过电压为 U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度 B 越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度 B 越小C对于给定的带电粒子，加速电压 U 越大，粒子运动的周期越大D对于给定的带电粒子，不管加速电压 U 多大，粒子运动的周期都不变5如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T06如图所示，在x轴的上方(y0)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处有一离子源向x轴上方各个方向发射出质量为m、电荷量为q的正离子，速度都为v，对那些在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的位移最大值为x_，y_。7如图，在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电场和磁场的分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电场和磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电场和磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。参考答案1. 答案：CD因为粒子在磁场中做圆周运动的半径，周期又粒子电荷量相同，又在同一磁场中，所以q、B相等，r与mv有关，T只与m有关，所以C、D正确。2. 答案：A粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛伦兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电。选A。3. 答案：BD粒子进入磁场做匀速圆周运动，受洛伦兹力的作用，洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子的速率不变；由，得：粒子轨道半径减半，周期减半。4. 答案：B粒子经电压U加速后：qUmv2，在充满磁场的空腔中做匀速圆周运动，半径R一定，整理得：，由此可判断选项A错B对；由于在空腔中的运动轨道一定，则周期为，加速后的速度越大，其运动时间越短，选项C、D均错。5. 答案：AD不加磁场时：，若磁场方向向里，则有FEFB，若磁场方向向外，则有FEFB，比较知：T1T0，T2T0，选项A、D正确。6. 解析：由左手定则可以判断出：正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动的偏转方向为顺时针方向，到达y轴上距离最远的离子是沿x轴负方向射出的离子，而到达x轴上距离最远的离子是沿y轴正方向射出的离子。这两束离子可能到达的最大x、y值恰好是圆周的直径，如图所示。答案：7. 解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图所示。由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直，圆心O应在分界线上，OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R。由几何关系得R2l12(Rd)2设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得设P为虚线与分界线的交点，POP，则粒子在磁场中的运动时间为式中有sin 粒子进入电场后做类平抛运动，其初速度为v，方向垂直于电场。设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得qEma由运动学公式有dl2vt2由式得由式得。答案：