人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动第1课时 名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 第三章 磁场 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动 1．一个带电粒子（不计重力）沿垂直于磁场方向射入一个匀强磁场中，粒子的一段运动轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）。由此可以确定 A．粒子的运动从a到b，且带正电 B．粒子的运动从b到a，且带正电 C．粒子的运动从a到b，且带负电 D．粒子的运动从b到a，且带负电 【答案】B 2．如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一个给定的匀强磁场中，方向垂直纸面向里。有一束粒子对准a端射入弯管，粒子的质量、速度不同，但都是一价的负粒子，则下列说法正确的是 A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C．只有质量和速度乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D．只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 【答案】C 【解析】由R=可知，在相同的磁场，相同的电荷量的情况下，粒子做圆周运动的半径取决于粒子的质量和速度的乘积，故选项C正确。 3．如图所示，一个带正电的物体，从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑到底端时的速度 A．变小 B．变大 C．不变 D．不能确定 【答案】B 【解析】由左手定则可知物块受到垂直于斜面向上的洛伦兹力，物块与斜面之间的压力减小，所以摩擦力减小，由动能定理得，由于Ff减小，故vt增大，故B正确。 4．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是 A．微粒一定带负电 B．微粒的动能一定减小 C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加 【答案】AD 【名师点晴】表面上看题中没告诉我们微粒的电性，我们可以假设它带正电或负电，然后分析其受力情况；但关键的是如果速度是变化的，则洛伦兹力的大小要发生变化，而微粒的重力与电场力的大小都是不变的，故合力会变，微粒便不再做直线运动了，所以洛伦兹力是不变的，这是解决这个习题的关键。 5．两个电荷量分别为q和﹣q的带电粒子a、b分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°。磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则 A．a粒子带负电，b粒子带正电 B．两粒子的轨迹半径之比 C．两粒子的质量之比 D．两粒子的速度大小之比 【答案】AC 6．回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D形金属扁盒，如图，D形盒正中央开有一条窄缝，在两个D形盒之间加交变电压，于是在缝隙中形成交变电场，由于屏蔽作用，在D形盒内部电场很弱，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D形盒的底面，只要在缝隙中的交变电场的频率不变，便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速，粒子的轨迹半径不断增大，并逐渐靠近D形盒的边缘，加速到最大能量E后，再用特殊的装置将它引出。在D形盒上半面中心出口A处有一个正离子源，正离子所带电荷量为q、质量为m，加速时电极间电压大小恒为U。（加速的时间很短，可忽略；正离子从离子源出发时初速为零）。则下列说法正确的是 A．增大交变电压U，则正离子在加速器中运行时间将变短 B．增大交变电压U，则正离子在加速器中运行时间将不变 C．正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为 D．回旋加速器所加交变电压的频率为 【答案】AC 【名师点睛】此题考查了回旋加速器的原理以及相关的计算；关键是知道Ｄ形盒的结构及回旋加速器的加速原理；粒子在Ｄ形盒的缝隙之间被加速一次，动能增加Uq，要想使得粒子每经过D形盒的缝隙时都能被加速，则交变电压的周期必须等于粒子在磁场运动的周期。 7．如图所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从在x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场。不计重力，则下列说法正确的是 A．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D．粒子一定不能通过坐标原点 【答案】ACD 8．如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量