(教参)高效作业 第一章 3 带电粒子在匀强磁场中的运动-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业5 [3　带电粒子在匀强磁场中的运动](见学生用书P89) [A级　新教材落实与巩固] 1．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入较弱磁场区域后，粒子的(　D　) A．轨道半径减小，角速度增大 B．轨道半径减小，角速度减小 C．轨道半径增大，角速度增大 D．轨道半径增大，角速度减小 解析：由于速度方向与磁场方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，故qvB＝m，轨道半径R＝，洛伦兹力不做功，粒子从较强磁场区域到较弱磁场区域后，速度大小v不变，但磁感应强度B变小，轨道半径R变大，根据角速度ω＝可判断角速度变小，选项D正确，A、B、C错误。 2．(多选)如图所示，带负电的粒子(不计重力)以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子可能的运动轨迹是(　BD　) A．a　 B．b　 C．c　 D．d 解析：粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切，故轨迹a、c均不可能，正确答案为B、D。 3．如图所示，ab是一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外。一束粒子(不计重力)对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则下列判断正确的是(　C　) A．只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B．只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C．只有质量m与速度v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D．只有动能Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 解析：要使粒子通过弯管，其做圆周运动的半径r＝R，即满足r＝R＝，因为粒子的q、B都相同，所以只有当mv一定时，粒子才能沿中心线通过弯管。 4．(多选)如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中，则下列结论中正确的是(　AB　) A．从两孔射出的电子速率之比vc∶vd＝2∶1 B．从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc∶td＝1∶2 C．从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad＝∶1 D．从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc∶ωd＝2∶1 解析：设正方形容器边长为l，由qvB＝得v＝，电子从a孔射入，经c、d两孔射出的电子做圆周运动的轨道半径分别为rc＝l和rd＝l，所以＝＝，A正确；由电子在同一匀强磁场中做圆周运动的周期T＝可知T相同，因为tc＝，td＝，所以＝，B正确；因为电子做圆周运动的向心加速度an＝，所以＝＝，C错误；因为电子做圆周运动的角速度ω＝，所以ω相同，D错误。 5．如图所示，某带电粒子(重力不计)由M点以垂直于磁场以及磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为θ＝30°。磁场的磁感应强度大小为B。由此推断该带电粒子(　D　) A．带正电 B．在磁场中的运动轨迹为抛物线 C．电荷量与质量的比值为 D．穿越磁场的时间为 解析：根据左手定则，粒子带负电，A错误；该粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹是圆周的一部分，B错误；根据牛顿第二定律，qvB＝m，又因为sin 30°＝，解得＝，C错误；穿越磁场的时间为t＝T，T＝，解得t＝，D正确。 6．如图所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开。金属板间存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力及空气阻力)，以水平速度v射入场区，恰好做匀速直线运动。下列说法中正确的是(　B　) A．粒子一定带正电 B．若撤去电场，则粒子在板间运动的最长时间可能是 C．若仅将板间距离变为原来的2倍，则粒子运动轨迹偏向下极板 D．若有空气阻力，且阻力大小不变，则粒子做匀减速直线运动 解析：若粒子带正电，则所受静电力方向向下，根据左手定则可知，所受洛伦兹力方向向上；若粒子带负电，则所受静电力方向向上，根据左手定则可知，所受洛伦兹力方向向下，故正、负电荷均可在复合场中做匀速直线运动，粒子可能带正电，也可能带负电，选项A错误。撤去电场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得qvB＝m，T＝，解得T＝，粒子可能在金属板间做半圆周运动再离开磁场，此时粒子在板间运动时间最长，粒子在金属板间运动的最长时间可能是t＝＝，选项B正确。金属板充电后与电源断开，电荷量Q不变，由C＝、E＝、C＝，可知E＝，故当将金属板间距离变为原来的2倍时，电场强度不变，则仍有qE＝qvB，粒子运动轨迹不会发生偏转，选项C错误。若有空气阻力，则粒子运动的速度将减小，洛伦兹力减小，合力不为0，且与速度方向不共线，粒子