带电粒子在匀强磁场中的运动.3.doc

检测十二 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 1．如图所示，水平导线中有稳恒电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将： A．沿路径运动，轨迹是圆； B．沿路径运动，曲率半径变小； C．沿路径运动，曲率半径变大； D．沿路径运动，曲率半径变小． 答： 解析：电子射入通电导线I的非匀强磁场中，由左手定则判定将向下偏转，偏转的曲率半径，随B的减小而变大． 解析：带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的周期，在同一磁场中只与粒子的荷质比有关：． 3．在半径为的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度从A沿半径方向入射，并从C点射出，如图所示（O为圆心）．已知．若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用．则粒子在磁场中运行的时间： A． B． C． D． 答：D． 解析：首先找出粒子作圆周运动的圆心O，对应的圆心角为，设该粒子圆周运动的周期为T，半径为R，则： ． ． 4．如图所示，在直线M的上方区域中有匀强磁场，磁感应强度为B．一个带电粒子以与磁场垂直的速度从a点进人磁场，从b点离开磁场．已知粒子的电荷量为q，质量为m，在a点速度与MN的夹角为? A．粒子带正电，它在磁场中运动的时间是2m?／Bq B．粒子带正电，它在磁场中运动的时间是2m（π一?）／Bq C．粒子带负电，它在磁场中运动的时间是 2m?／Bq D．粒子带负电，它在磁场中运动的时间是2m（π一?）／Bq 答：B 5．如图所示，MN两侧有磁感应强度为和的匀强磁场，且，有一带电粒子以速度v，从两个磁场的交界处垂直进入磁场，并在其中做匀速圆周运动，当粒子进入磁场后，粒子： A．仍做匀速圆周运动，但周期变为原来的3倍． B．仍做匀速圆周运动，其轨道半径不变，但速率减为原来的1/3． C．仍做匀速圆周运动，其速率不变，但轨道半径变为原来的3倍． D．仍做匀速圆周运动，其运动周期和轨道半径都减小为原来的1/3． 答：C． 解析：带电粒子在磁场中匀速圆周运动，周期，半径，则， 在磁场中：， 在磁场中：， 而洛伦兹力时刻与速度垂直，只改变速度方向不改变速度大小，有： ，又 ， 所以粒子进入后，仍做圆周运动，其速度不变，其周期和轨道半径都变为原来的3倍． 6．一束带电量为+q、质量为m的粒子在磁感应强度为 B的匀强磁场中，以初速度υ0垂直于磁场自A点开始运动，如图所示，经时间t，粒子通过C点，连线AC与υ0间夹角θ等于 。若同种正离子以不同的速度仍沿相同方向从A点射入，这些离子 （填“能、”或“不能”）到达C点。 答：qBt/2m 不能。 解析： 7．如图所示，一带电荷量为q，质量为m的负离子，达到A点（0.2，0.4）时速度为v，方向跟x轴正方向相同；欲使粒子到达坐标原点O时的速度大小仍为v，但方向与x轴负方向相同，则所加匀强磁场的方向应是 ，磁感应强度的大小B＝ ，并在图中标尺磁场的分别区域。 答：垂直纸面向里，5mv/q。 解析：由负离子运动轨迹和左手定则可知，匀强磁场的方向应是垂直纸面向里。由两个速度方向可知粒子运动的轨迹为半圆，从A点（0.2，0.4）进入磁场后，从x轴上的（0，0.2）沿x轴负方向飞出磁场区域，做匀速直线运动到坐标原点，则离子的轨道半径为0.2m，磁场区域的左边界为x＝0.2m。由R＝mv/qB解得B＝5mv/q。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × M N B1 B2 x/m O y/m - - - - 0.6 0.4 0.2 1 0.1 0. 2 0.3 0. 4 A x/m O y/m - - - - 0.6 0.4 0.2 1 0.1 0. 2 0.3 0. 4 A × × × × × × × × × ×