2023版新教材高中物理第1章安培力與洛倫茲力專項6帶電粒子在弧形邊界磁場的運動課時作業(yè)新人教版選擇性必修第二冊

專項6帶電粒子在弧形邊界磁場的運動1．[2023·江蘇南通高二階段練習(xí)]如圖所示，圓形區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場．一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子沿平行于直徑AC的方向射入磁場，射入點到直徑AC的距離為磁場區(qū)域半徑的一半，粒子從D點射出磁場時的速率為v，不計粒子的重力．則()A．圓形磁場區(qū)域的半徑為eq\f(2mv,qB)B．圓形磁場區(qū)域的半徑為eq\f(mv,qB)C．粒子在磁場中運動的時間為eq\f(πm,4qB)D．粒子在磁場中運動的時間為eq\f(πm,6qB)2．[2023·安徽肥東縣綜合高中高二期中]如圖所示，坐標(biāo)平面內(nèi)有邊界過P(0,L)點和坐標(biāo)原點O的圓形勻強磁場區(qū)域．方向垂直于坐標(biāo)平面，一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子(不計重力)，從P點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場區(qū)域，從x軸上的Q點射出磁場區(qū)域，此時速度與x軸正方向的夾角為60°.下列說法正確的是()A．磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外B．磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(mv0,2eL)C．圓形磁場區(qū)域的半徑為2LD．帶電粒子做圓周運動的半徑為L3．[2023·河北蠡縣中學(xué)高二期中]如圖所示，圓形區(qū)域的圓心為O，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場，MN為圓的直徑．從圓上的A點沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙兩個粒子，甲粒子從M點離開磁場，乙粒子從N點離開磁場．已知∠AON＝60°，不計粒子受到的重力，下列說法正確的是()A．乙粒子帶正電荷B．乙粒子與甲粒子的比荷之比為3∶1C．乙粒子與甲粒子在磁場中運動的時間之比為3∶1D．乙粒子與甲粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為3∶1[答題區(qū)]題號123答案專項6帶電粒子在弧形邊界磁場的運動1．答案：B解析：粒子運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可得粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)60°，則在磁場中運動的時間為eq\f(1,6)T，即t＝eq\f(1,6)·eq\f(2πm,Bq)＝eq\f(πm,3Bq)由幾何關(guān)系可得四邊形ODO′E是菱形，則圓形區(qū)域中勻強磁場的半徑R與粒子運動的軌跡半徑r相等，有Bqv＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(mv,Bq)則磁場半徑為R＝r＝eq\f(mv,Bq)，ACD錯誤，B正確．2．答案：B解析：粒子運動軌跡如圖，根據(jù)左手定則，可知磁場垂直紙面向里，A錯誤；根據(jù)幾何知識，可知粒子的軌道半徑為r＝2L，又洛倫茲力提供向心力，可得eBv0＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),r)，所以B＝eq\f(mv0,er)＝eq\f(mv0,2eL)，D錯誤，B正確；根據(jù)幾何知識可知，∠QOP＝90°，所以PQ為圓形磁場的直徑，所以有2R＝r，所以磁場區(qū)域的半徑為R＝L，C錯誤．3．答案：B解析：根據(jù)左手定則可知，乙粒子帶負電，故A錯誤；粒子的軌跡如圖，設(shè)圓形磁場的半徑為R，由幾何關(guān)系可知甲的半徑為r2＝Rtan60°＝eq\r(3)R，乙的半徑為r1＝Rtan30°＝eq\f(\r(3),3)R，則乙粒子與甲粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為r1∶r2＝1∶3，由Bqv＝eq\f(mv2,r)，可得乙粒子與甲粒子的比荷之比為eq\f(q1,m1)∶eq\f(q2,m2)＝3∶1，粒