2017-2018学年高中物理 第3章 磁场 6 带电粒子在匀强磁场中的运动达标 新人教版选修3-1.docVIP

第三章　6 带电粒子在匀强磁场中的运动 1．(2017·安徽省池州市高二上学期期末)一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)。从图中可以确定 (　B　) A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从b到a，带正电 C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电 解析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r＝可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，再根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确。 2．(2017·浙江省温州中学高二上学期期中)如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1︰R2＝1︰2，则下列说法正确的是(　D　) A．离子的速度之比为1︰2 B．离子的电荷量之比为1︰2 C．离子的质量之比为1︰2 D．离子比荷之比为2︰1 解析：粒子在速度选择器中做直线运动，则：qE＝qvB1，得：v＝，即能从速度选择器中直线经过的粒子的速度是相同的，故A错误；在磁场B2中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：qvB2＝m，得：R＝；由题可知：＝，则两离子︰＝1︰2，故比荷为2︰1；但电荷量之比和质量之比不能确定，故BC错误，D正确。故选：D。 3．(多选)(2017·江苏省海头高中，海州高中高二联考)如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是(　BC　) A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大 B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大 C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小 D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 解析：根据电子在加速电场中加速，由动能定理有： eU＝mv ① 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：eBv0＝m ② 解得：r＝＝ ③ T＝ ④ 增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，由③式可得，电子束的轨道半径变小。由④式知周期变小，故A错误，C正确；提高电子枪加速电压，电子的速度增大，由③式可知，电子束的轨道半径变大；由④可知电子的周期不变，故B正确D错误；故选BC。 4．(2017·安徽师大附中高二上学期期末)如图所示，某种带电粒子的比荷＝2.5×105 C/kg，由静止开始经电压为U1 ＝200 V的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2(未知)的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入左边界线竖直的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，方向垂直纸面向里。(不计重力，不考虑边缘效应) 求：(1)带电粒子出加速电场时的速度v0；(2)粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d。 答案：(1)104m/s　(2)0.4m 解析：(1)粒子在电场U1中加速，则qU1＝mv v0＝104m/s (2)在偏转电场中做类平抛运动，设粒子在偏转电场中的偏向角为θ，进入磁场中做圆周运动的半径为r，速度为v 在磁场中Bqv＝ 距离d＝2rcosθ＝＝， 两式联立得d＝0.4m 1