2019年高中物理 第三章《第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动》课时精练 新人教版选修3-1.doc

2019年高中物理 第三章第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动课时精练 新人教版选修3-1知识点基础中档稍难周期、半径公式应用3、4粒子运动轨迹56、11回旋加速器2质谱仪9带电粒子在场中运动17、8、10125. xx淮安高二检测洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v，洛伦兹力F及磁场B的方向，虚线圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是()答案：A解析：由左手定则可判断出A正确，B选项中粒子应向上做圆周运动，C选项中粒子受力向左，应向左下方做圆周运动，D选项中，粒子应向右下方做圆周运动，故本题选A.6. (多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形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点射入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答案：BD解析：由R得B正确，由T得周期都相同，由tT得D正确7. 如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.8. 一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一粒子质量为m，带电荷量为q，不计重力，以一速度(方向如图)射入磁场若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？答案：0v解析：若要粒子不从右边界飞出，则当达到最大速度时，半径最大，此时运动轨迹如图所示，即轨迹恰好和右边界相切由几何关系可求得最大半径r，即rrcosL，所以r由牛顿第二定律得Bqvmv2/r所以vmax.9. 质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R为多大？答案：(1) (2)B1d (3) 解析：解答本题时可按以下思路分析：(1)在a中，正电子被加速电场U1加速，由动能定理得eU1mv2得v.(2)在b中，正电子受到的电场力和洛伦兹力大小相等，即eevB1，代入v值得U2B1d.(3)在c中，正电子受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径R，代入v值得R .10. xx长春高二检测如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场一束速率不同的带电粒子(质量、电量均相同，不计重力)从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题：(1)判断粒子的电性；(2)从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1v2；(3)它们在盒内运动时间之比t1t2.答案：(1)负电(2)12(3)21解析：(1)根据粒子的运动轨迹，用左手定则可判断出粒子带负电(2)由几何知识可知，从b孔射出的粒子轨迹半径r1是正方形边长的一半，圆心在ab的中点；从c孔射出的粒子半径r2等于正方形的边长，圆心在b点，即r22r1.再由洛伦兹力提供向心力qvBm，得v1v212.(3)粒子在磁场中的运动轨迹分别为半圆和四分之一圆，运动时间t1，t2，其中周期T，故t1t221.11. xx杭州高二检测如图所示，以ab为分界面的两个匀强磁场，方向均垂直纸面向里，其磁感应强度B12B2.现有一质量为m、电荷量为q的粒子从O点沿图示方向以速度v开始运动，经过多长时间粒子重新回到O点并画出粒子的运动轨迹答案：运动轨迹如解析图所示解析：粒子重新回到O点的运动轨迹如图所示，则其运动轨迹为在B1中可组成一个整圆，在B2中是个半圆所以t.12. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小答案：(1)竖直向上(2)cot解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qEmgE重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP，如图所示设半径为r，由几何关系知sin小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB由速度的合成与分解知cos由式得v0cot