2017-2018學年人教版高二物理（選修3-1）專題復習：帶電粒子在勻強磁場中的運動

1、.帶電粒子在勻強磁場中的運動一、選擇題共8小題，每題4分，共32分。在每題給出的四個選項中，第16題只有一項符合題目要求，第7和8題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分1粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電。讓它們在勻強磁場中同一點以大小相等、方向相反的速度開場運動。磁場方向垂直紙面向里，以下四個圖中，能正確表示兩粒子運動軌跡的是【答案】A2如下圖，兩勻強磁場方向一樣，以虛線MN為理想邊界，磁感應強度分別為B1、B2。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從MN上的P點沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場B1中，其運動軌跡是如下圖的“心形圖線。

2、那么以下說法正確的選項是A電子的運動軌跡沿PENCMDP方向B電子運動一周回到P所用時間為T=CB1=4B2DB1=2B2【答案】D3空間存在著以x=0平面為分界面的兩個勻強磁場，左右兩邊磁場的磁感應強度分別為B1和B2，且B1:B2=4:3，方向如下圖。原點O處有兩個帶電粒子a、b分別沿x的正、負方向同時射出。a、b分別帶正、負電荷且電荷量大小相等，它們質(zhì)量與初速度的乘積大小相等。假設從原點射出后a粒子在第四次到達y軸時兩粒子第一相遇。不計兩粒子間的互相作用，以下說法不正確的選項是Aa粒子在磁場B1中的半徑與b粒子在磁場B2中的半徑之比為3:4Bb粒子在磁場B1、B2中運動的半徑之比為3:4

3、Ca、b兩粒子的質(zhì)量之比為5:7Da、b兩粒子的質(zhì)量之比為4:3【答案】D4如下圖為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場，一束粒子流以速度v程度射入，為使粒子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)不計重力，那么磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，關于此電場強度大小和方向的說法中，正確的選項是A大小為，粒子帶正電時，方向向上B大小為，粒子帶負電時，方向向上C大小為Bv，方向向下，與粒子帶何種電荷無關D大小為Bv，方向向上，與粒子帶何種電荷無關【答案】D51930年勞倫斯制成了世界上第一臺盤旋加速器，其原理如下圖，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，以下說法正確的選項是A

4、離子盤旋周期逐漸增大B離子由加速器的邊緣進入加速器C離子從磁場中獲得能量D離子從電場中獲得能量【答案】D6如下圖的圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強磁場，一束質(zhì)量和電荷量都一樣的帶電粒子，以不同的速率沿著一樣的方向?qū)蕡A心O射入勻強磁場，又都從該磁場中射出，這些粒子在磁場中的運動時間有的較長，有的較短，假設帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，那么在磁場中運動時間越長的帶電粒子A速率一定越小B半徑一定越大C在磁場中通過的路程越長D在磁場中的周期一定越大【答案】A7在方向如下圖的勻強電場場強為E和勻強磁場磁感應強度為B共存的場區(qū)，一個電子沿垂直電場線和磁感線的方向以速度v0射入場區(qū)，那么A假設v0&

5、gt;E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度v>v0B假設v0>E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度v<v0C假設v0<E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度v>v0D假設v0<E/B，電子沿軌跡運動，射出場區(qū)時，速度v<v0【答案】BC8如下圖為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器；磁感應強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；膠片M。假設靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E。由離子源發(fā)出一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子初速度為零，重力不計，經(jīng)

6、加速電場加速后，垂直場強方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿中心線做勻速圓周運動，而后由S點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最終打到膠片上的某點。以下說法中正確的選項是AP、Q間加速電壓為B離子在磁場中運動的半徑為C假設一質(zhì)量為4m、電荷量為q的正離子加速后進入靜電分析器，離子不能從S射出D假設一群離子經(jīng)過上述過程打在膠片上同一點那么這些離子具有一樣的比荷【答案】ABD二、填空題共2小題，共10分94分電子質(zhì)量為m，帶電荷量為e，垂直射入磁感應強度為B，方向垂直于紙面向外，寬度為d的勻強磁場區(qū)域。當它從磁場區(qū)域射出時，速度方向偏轉(zhuǎn)了30°角，如圖，

7、那么電子進入磁場時的速度大小是_；在磁場中運動的時間是_?！敬鸢浮?分 2分106分如下圖，在直線MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，沿與MN成45°角的方向由O點垂直于磁場方向飛入磁場，t s后到達MN直線上的某一點P，OP=r，那么該帶電粒子帶_，勻強磁場的磁感應強度為_，粒子的速度為_?！敬鸢浮控撾姾?分 2分 2分三、計算題共3小題，共38分1111分如下圖，A、C兩點分別位于x軸和y軸上，OCA=30°，OA的長度為L。在OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強磁場。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以平行于y軸的方向從OA邊射入磁場

8、。粒子從某點入射時，恰好垂直于OC邊射出磁場，且粒子在磁場中運動的時間為t0。不計重力。1求磁場的磁感應強度的大?。?假設粒子先后從兩不同點以一樣的速度射入磁場，恰好從OC邊上的同一點射出磁場，求該粒子這兩次在磁場中運動的時間之和；3假設粒子從某點射入磁場后，其運動軌跡與AC邊相切，且在磁場內(nèi)運動的時間為t0，求粒子此次入射速度的大小。【答案】1 22t0 31213分如下圖，有一對平行金屬板，兩板相距為0.05 m，電壓為10 V。兩板之間有勻強磁場，磁感應強度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。圖中右邊有一半徑R為0.1 m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應強度大小為，方

9、向垂直于紙面向里。一個正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出。速度的偏向角，不計離子重力。求：1離子速度v的大小；2離子的比荷q/m；3離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t。保存1位有效數(shù)字【答案】12 000 m/s 2 31314分如圖甲所示，空間存在一個范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。讓質(zhì)量為m，電荷量為qq>0的粒子從坐標原點O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向射入到磁場中。不計重力和粒子間的互相作用力。1假設粒子以初速度v1沿y軸正向射入，恰好能經(jīng)過x軸上的Aa，0點，求v1的大??；2一個粒子的初速度大小為vv>v1，為使該粒子能經(jīng)過Aa，0點，其入射角粒子的初速度與x軸正方向的夾角有幾個？并求出對應的sin 值；3如圖乙所示，假設