2017-2018学年人教版高二物理（选修3-1）专题复习：带电粒子在匀强磁场中的运动

1、.带电粒子在匀强磁场中的运动一、选择题共8小题，每题4分，共32分。在每题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第7和8题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开场运动。磁场方向垂直纸面向里，以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是【答案】A2如下图，两匀强磁场方向一样，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2。今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹是如下图的“心形图线。

2、那么以下说法正确的选项是A电子的运动轨迹沿PENCMDP方向B电子运动一周回到P所用时间为T=CB1=4B2DB1=2B2【答案】D3空间存在着以x=0平面为分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感应强度分别为B1和B2，且B1:B2=4:3，方向如下图。原点O处有两个带电粒子a、b分别沿x的正、负方向同时射出。a、b分别带正、负电荷且电荷量大小相等，它们质量与初速度的乘积大小相等。假设从原点射出后a粒子在第四次到达y轴时两粒子第一相遇。不计两粒子间的互相作用，以下说法不正确的选项是Aa粒子在磁场B1中的半径与b粒子在磁场B2中的半径之比为3:4Bb粒子在磁场B1、B2中运动的半径之比为3:4

3、Ca、b两粒子的质量之比为5:7Da、b两粒子的质量之比为4:3【答案】D4如下图为一速度选择器，内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v程度射入，为使粒子流经过磁场时不偏转不计重力，那么磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于此电场强度大小和方向的说法中，正确的选项是A大小为，粒子带正电时，方向向上B大小为，粒子带负电时，方向向上C大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关【答案】D51930年劳伦斯制成了世界上第一台盘旋加速器，其原理如下图，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，以下说法正确的选项是A

4、离子盘旋周期逐渐增大B离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量【答案】D6如下图的圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都一样的带电粒子，以不同的速率沿着一样的方向对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，假设带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，那么在磁场中运动时间越长的带电粒子A速率一定越小B半径一定越大C在磁场中通过的路程越长D在磁场中的周期一定越大【答案】A7在方向如下图的匀强电场场强为E和匀强磁场磁感应强度为B共存的场区，一个电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区，那么A假设v0&

5、gt;E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度v>v0B假设v0>E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度v<v0C假设v0<E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度v>v0D假设v0<E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度v<v0【答案】BC8如下图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。假设静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E。由离子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子初速度为零，重力不计，经

6、加速电场加速后，垂直场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿中心线做匀速圆周运动，而后由S点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最终打到胶片上的某点。以下说法中正确的选项是AP、Q间加速电压为B离子在磁场中运动的半径为C假设一质量为4m、电荷量为q的正离子加速后进入静电分析器，离子不能从S射出D假设一群离子经过上述过程打在胶片上同一点那么这些离子具有一样的比荷【答案】ABD二、填空题共2小题，共10分94分电子质量为m，带电荷量为e，垂直射入磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，宽度为d的匀强磁场区域。当它从磁场区域射出时，速度方向偏转了30°角，如图，

7、那么电子进入磁场时的速度大小是_；在磁场中运动的时间是_。【答案】2分 2分106分如下图，在直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子，沿与MN成45°角的方向由O点垂直于磁场方向飞入磁场，t s后到达MN直线上的某一点P，OP=r，那么该带电粒子带_，匀强磁场的磁感应强度为_，粒子的速度为_。【答案】负电荷2分 2分 2分三、计算题共3小题，共38分1111分如下图，A、C两点分别位于x轴和y轴上，OCA=30°，OA的长度为L。在OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴的方向从OA边射入磁场

8、。粒子从某点入射时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。1求磁场的磁感应强度的大小；2假设粒子先后从两不同点以一样的速度射入磁场，恰好从OC边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；3假设粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与AC边相切，且在磁场内运动的时间为t0，求粒子此次入射速度的大小。【答案】1 22t0 31213分如下图，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V。两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方

9、向垂直于纸面向里。一个正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。速度的偏向角，不计离子重力。求：1离子速度v的大小；2离子的比荷q/m；3离子在圆形磁场区域中运动时间t。保存1位有效数字【答案】12 000 m/s 2 31314分如图甲所示，空间存在一个范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。让质量为m，电荷量为qq>0的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向射入到磁场中。不计重力和粒子间的互相作用力。1假设粒子以初速度v1沿y轴正向射入，恰好能经过x轴上的Aa，0点，求v1的大小；2一个粒子的初速度大小为vv>v1，为使该粒子能经过Aa，0点，其入射角粒子的初速度与x轴正方向的夹角有几个？并求出对应的sin 值；3如图乙所示，假设