1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 同步练习-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动 1、 单选题 1.如图所示，在边长为的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。一个质量为、电荷量为的带电粒子（重力不计）从边的中点以某一速度进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与边的夹角为60°。从边穿出磁场的粒子中，最大速度为（　　） A． B． C． D． 2.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1：t2为（重力不计）（　　） A．1：3 B．4：3 C．1：1 D．3：2 3.在图中，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将(　　) A．沿路径a运动，轨迹是圆 B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大 C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小 D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小 4.如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为(　　) A. B. C. D. 5.如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外．ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为(　　) A.kBl，kBl B.kBl，kBl C.kBl，kBl D.kBl，kBl 6.如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（　　） A． B． C． D． 7.如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以速度v从AC边的中点O垂直AC边射入磁场区域．若三角形的两直角边长均为2L，要使粒子从CD边射出，则v的取值范围为(　　) A.≤v≤ B.≤v≤ C.≤v≤ D.≤v≤ 8.如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转，设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B，欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是(　　) A．适当减小电场强度E B．适当减小磁感应强度B C．适当增大加速电场极板之间的距离 D．适当减小加速电压 二、多选题 9.如图所示，边长为L的正方形内、外分布着方向相反的匀强磁场，外部磁场范围足够大、正方形内磁场方向垂直纸面向里，两磁场的磁感应强度大小均为B。在的中点F处有一粒子源，粒子源能沿垂直的方向发射不同速度的粒子，粒子质量均为m，电荷量均为，粒子重力不计。若粒子以某一速度发射后第三次经过磁场边界时的位置为中点G，且速度方向垂直于，则下列说法正确的是（　　） A． 该粒子在磁场中运动的半径为L B．该粒子在磁场中运动的半径为 C．该粒子第一次到达G点的时间为 D．若换成带电荷量为、质量为m的粒子仍以速度v发射，则不一定通过G点 10.如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是(　　) A．粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长 B．射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心O C．射出磁场的粒子一定能垂直打在MN上 D．只要速度满足v＝，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上 11.如图所示，边长为L的正三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，BC边的中点O有一粒子源，可以在ABC平面内沿任意方向发射速率为v的相同的正粒子，若从AB边中点D射出磁场的粒子，从O到D的过程中速度方向偏转了60°，不计粒子的重力及带电粒子之间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A．粒子运动的轨道半径为L B．粒子不可能从A点射出磁场 C．粒子的比荷为＝ D．从B点射出的粒子在磁场中的运动时间为 12．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电小球a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是（　　） A．c小球速率最大 B．a小球动能最大 C．a小球在磁场中运动时间最长 D．它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc 三、非选择题 13.如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a。 （1）判断粒子带电的正负并认真作图求出粒子运动轨迹半径； （2）求出磁场磁感应强度的大小； （3）带电粒子穿过第一象限所用的时间。 14.带电粒子的质量m＝1.7×10－27 kg，电荷量q＝1.6×10－19 C，以速度v＝3.2×106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B＝0.17 T，磁场的宽度L＝10 cm，如图所示．求： (1)带电粒子离开磁场时的速度多大？偏转角多大？ (2)带电粒子在磁场中运动多长时间？射出磁场时偏离入射方向的距离多大？ 15.如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM′和NN′是它的两条边界。现有质量为m，电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入。要使粒子不能从边界NN′射出，则粒子入射速率v的最大值可能是多少。 16.如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度的大小B=0.6T，磁场内有一个平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离为L=16cm处，有一个点状α放射源S，它向各个方向发射α粒子，粒子的速度都是v=3.0×106m/s。已知α粒子的电荷量与质量之比 =5.0×107C/kg。现只考虑到图纸平面中运动的粒子，求∶ （1）α粒子的轨道半径和做匀速圆周运动的周期。 （2）ab上被α粒子打中的区域长度。 参考答案 1、 C 2、 D 3、 B 4、 C 5、 B 6、 A 7、 C 8、 A 9、 BC 10、 BD 11、 BC 12、 AC 13、 （1）粒子带负电，，；（2）；（3） 14、 (1)3.2×106 m/s　30° 15、 （q为正电荷）或（q为负电荷） 16、 （1）0.1m，；（2） 20cm 学科网（北京）股份有限公司 $$