第1章 3 带电粒子在匀强磁场中的运动-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册人教版（课时作业）

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 知能达标训练 [基础巩固] 1.(多选)运动电荷进入磁场（无其他场中，可能做的运动是(） A.匀速圆周运动 B.平抛运动 C.自由落体运动 D.匀速直线运动 解析若运动电荷垂直于磁场方向进入磁场，则做匀速圆周运动。若平行磁场方向进入， 不受洛伦兹力作用做匀速直线运动，不可能做平抛运动或自由落体运动。 答案AD 2.如图所示，在MQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场，质量和电荷量大小都相等的 带电粒子α、b以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹， 粒子a垂直于MP射出磁场区域，粒子b经过Q点。已知O是PQ的中点，不计粒子重力 和粒子间的相互作用，关于两粒子在磁场中的运动过程，下列说法正确的是() M A.粒子a带负电，粒子b带正电 B.粒子a的运动时间大于粒子b的运动时间 C粒子a的动能大于粒子b的动能 D.粒子a的动量小于粒子b的动量 解析根据左手定则可知，α粒子带正电，b粒子带负电，故A项错误：由洛伦兹力提 供向心力qwB=m4π2T2r,qoB=w2,解得T=2πqB,由题意及上述分析两粒子的周期相 同，粒子b的轨迹对应的圆心角大，所以粒子b运动的时间长，故B项错误；由公式9B =mw2r,E=12mw2,解得Ek=g2B2r22m,因为g、B、m都相同，所以r越大，粒子动能 越大，由图可知，a的轨道半径大，故a粒子的动能大，故C项正确；由公式qwB=v2r, p=o,解得p=qB,因为q、B、m都相同，因此r越大，粒子动量越大，由图可知，a 的轨道半径大，故a粒子的动量大，故D项错误。 答案C 3如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速 率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为() XXX X x 独家授权侵权必究 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2 xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 A.1:2 B.21 C.1:3 D.1:1 解析正、负电子在磁场中的运动轨迹如图所示，正电子在磁场中做匀速圆周运动的部 分对应圆心角为120°，负电子对应圆心角为60°，故时间之比为2：1。 答案B 4.如图所示，纸面内有一直角三角形abc区域，∠a=30°，abc区域中存在着磁感应 强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一带电粒子自b中点P沿Pb方向射入磁 场后，恰好从c点射出磁场。已知bc长为1，带电粒子的质量为m,电荷量大小为q,不计 粒子重力，以下判断正确的是() A粒子带正电 B.粒子速度的大小为2qB13m C.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为π3 D.带电粒子由P到c过程中运动的时间为2πm3gB 解析粒子向左下偏转，由左手定则知粒子带负电，故A错误；粒子运动轨迹如图， 由几何关系知粒子的轨迹半径"=3)31，根据qoB=mw2r得o=3)gB13m,故B错误： b.. 粒子在磁场中运动周期T=2v=2πmqB,由几何关系知粒子在磁场中运动轨迹的圆心 角为2π3，所以运动的时间为t=T3=2m3qB,故C错误，D正确。 答案D 5如图所示，质量、速度和电荷量均不完全相同的正离子垂直于匀强磁场和匀强电场的 方向飞入，匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直。离子离开该区域时，发现有些离子保持原 来的速度方向并没有发生偏转。如果再让这些离子进入另一匀强磁场中，发现离子束再分裂 成几束。这种分裂的原因是离子束中的离子一定有不同的() ·独家授权侵权必究。 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A.质量 B.电荷量 C.速度 D,比荷 解析因为离子进入电场和磁场正交区域时不发生偏转，说明离子所受电场力和洛伦兹 力平衡，有qB=qE,故D=EB,得不偏转的离子速度相同：离子进入磁场后受洛伦兹力作 用，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即gB=R,故做圆周运动的半径为R =gB,由于离子又分裂成几束，也就是离子做匀速圆周运动的半径R不同，即比荷不同。 故D正确。 答案D 6.如图所示，三角形MQ为匀强磁场的边界，磁场方向垂直于纸面向外，三个同种 粒子从MQ边上同一点P垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，分别达到NQ边上的a、 MQ边上的b、c三个点，则关于它们的速率和在磁场区域中运动时间的关系，正确的是() A.Ve-08 Va B.000。 C.ta4<46 D.t=t>la 解析根据题意可画出图中三种轨迹，从b、c两点出来的粒子的轨迹均为半圆，对三 个粒子，洛伦兹力提供向心力qB=m2R,整理得到R=mvgB, 由几何关系可知r>n>r,因为是三个同种粒子，比荷