第2讲专题训练带电粒子在磁场中的运动

1、第2讲专题训练 带电粒子在磁场中的运动1. 从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁 场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。如图为地磁场 的示意图（虚线,方向未标出）,赤道上方的磁场可看成与地面平行。 若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有a （He的原子核）、B （电 子）、丫 （光子）射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上 空,则在地磁场的作用下（）A. a射线沿直线射向赤道B. B射线向西偏转C. Y射线向东偏转D. 质子向北偏转2. 如图所示,在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度vo抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，则小球的

2、落点（）A. 仍在A点B. 在A点左侧C. 在A点右侧D. 无法确定3. 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，粒子的带电量相同，其中穿过a点的 粒子速度vi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 ti和t2,则ti : t2为（重力不计）（）sXXXXMXXXXXXA. 1 : 3B.4 : 3C.1 : 1D.3 : 24. 如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一 带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从 b点离开磁场，在磁场

3、中运动的时间为tb,当速度大小为Vc时,从c点 离开磁场,在磁场中运动的时间为tc,不计粒子重力。则（）A. Vb :Vc=1:2,tb:tc=2:1B. Vb :Vc=2:1,tb:tc=1:2C. Vb :Vc=2:1,tb:t c=2:1D. Vb : Vc=1 : 2,t b : tc=1 : 25. 如图所示,在垂直于纸面的匀强磁场中，有一个电子源S,它向纸面的各个方向发射等速率的电子，已知电子质量为m电荷量为e,纸面上S、P两点间距为L。则（）A. 能击中P点的电子的最小速率为Vmin = -B. 能击中P点的电子的最大速率为Vmax=-C. 能击中P点的电子的最小速率为Vmin=

4、D. 只要磁场足够大，无论电子速率多大，总有电子可以击中P点6. （多选）两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子 a、b,以不同 的速率对准圆心0沿着A0方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹 如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A. a粒子带负电,b粒子带正电B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C. b粒子动能较大D. b粒子在磁场中运动时间较长7. （多选）长为I的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B,板间距离也为I,极板不带电。现有质量为 m 电荷量为q的带正电粒子（不计重力）,从左边极板间中点处垂直磁感 线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，

5、可采用的办法是 （ ）A. 使粒子的速度v<4mB. 使粒子的速度v> -4mC. 使粒子的速度v>D. 使粒子的速度v满足-<v< -4 4m8. 一圆筒处于磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴 平行,筒的横截面如图所示。图中直径 MN的两端分别开有小孔，筒绕 其中心轴以角速度3顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该 粒子恰好从小孔N飞出圆筒,不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为（）A- B- CT D.9. 平面OM和平面ON之间的夹角

6、为30° ,其横截面（纸面）如图所示, 平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向 外。一带电粒子的质量为 m,电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为 v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知 该粒子在磁场中的运动轨迹与 ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离A.< 3mv4ttip10. （多选）如图所示，空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中 的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场 的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量

7、、质量均 不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力。下列说法 正确的是（）| X X X X ； I0L:I 3C K X Xi II X M M 疋 IA. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C. 在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D. 在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大11. （多选）如图所示，宽d=4 cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁 场方向垂直纸面向里。现有一群正粒子从0点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r=10 cm,则（）A. 右

8、边界:-8 cm<y<8 cm 有粒子射出B. 右边界:0<y<8 cm有粒子射出C. 左边界:y>8 cm有粒子射出D. 左边界:0<y<16 cm有粒子射出12. 如图所示,一个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端由静止下滑到底端时速度为v,若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，则带电体 滑到底端时速度将（）A.大于v B.小于vC.等于vD.无法确定13. （多选）如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强 磁场，方向垂直于xOy平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可 以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为 m电荷量为+

9、q的同种粒子，这些粒子打到 x轴上的P点。知 OA=OP=_ 则（）A. 粒子速度的最小值为v=ZfKB. 粒子速度的最小值为v二丄ZmC. 粒子在磁场中运动的最长时间为tmaxD. 粒子在磁场中运动的最长时间为tmax14. 如图所示的空间分为I、H两个区域，边界AD与边界AC的夹角 为30° ,边界AC与 MN平行，I、H区域均存在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里 ，H区 域宽度为d,边界AD上的P点与A点间距离为2d。一质量为m电 荷量为+q的粒子以速度v=，沿纸面与边界AD成60°的图示方向 从左边进入I区域磁场（粒子的重力可忽略不计）。（1）若粒子从P点进入磁场，从边界MN飞出磁场,求粒子经过两磁场区域的时间;(2)粒子从距A点多远处进入磁场时，在H区域运动时间最短？15. 如图所示,x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，坐标原点处有 一正离子源，单位时间在xOy平面内发射no个速率均为v的离子,分 布在y轴两侧各为B的范围内。在x轴上放置长度为L的离子收集 板,其右端点距坐标原点的距离为 2L,当磁感应强度为Bo时,沿y轴 正方向入射的离子，恰好打在收集板的右端点。整个装置处于真空中 不计重力，不考虑离子间的碰撞