人教版高中物理选修3-1第3章第6节带电粒子在匀强磁场中的运动 名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 第三章　第6节　带电粒子在匀强磁场中的运动 课后强化演练 一、选择题 1．关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是(　　) A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动 B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变 C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总和运动方向垂直 D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变 解析：带电粒子飞入匀强磁场的角度不同，将做不同类的运动．做匀速圆周运动时，速度的大小不变，但方向时刻在变化，所以只有C、D正确． 答案：CD 2．有电子(eq \o\al(　0,－1)e)、质子(eq \o\al(1,1)H)、氘核(eq \o\al(2,1)H)、氚核(eq \o\al(3,1)H)，以同样的速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都做匀速圆周运动，则(　　) A．电子做匀速圆周运动的半径最大 B．质子做匀速圆周运动的半径最大 C．氘核做匀速圆周运动的周期最大 D．氚核做匀速圆周运动的周期最大 解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r＝eq \f(mv,qB)和周期公式T＝eq \f(2πm,qB)，可知：不同粒子在以相同速度进入同一磁场中做圆周运动时，半径的大小和周期的大小都只与eq \f(m,q)的比值有关，eq \f(m,q)比值越大，r越大，T越大，四种粒子中，eq \o\al(3,1)H的eq \f(m,q)最大，故氚核的半径和周期都是最大的．故选D项． 答案：D 3．用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法(　　) A．将其磁感应强度增大为原来的2倍 B．将其磁感应强度增大为原来的4倍 C．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍 D．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍 解析：粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为R，由牛顿第二定律得： evB＝meq \f(v2,R) ① 质子的最大动能：Ekm＝eq \f(1,2)mv2 ② 解①②式得：Ekm＝eq \f(e2B2r2,2m). 要使质子的动能增加为原来的4倍，可以将磁感应强度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍，故B项错，A、C正确．质子获得的最大动能与加速电压无关，故D项错． 答案：AC 4．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为(　　) A．eq \f(1,2)Δt　 B．2Δt　 C．eq \f(1,3)Δt　 D．3Δt 解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有qvB＝meq \f(v2,r)，解得粒子第一次通过磁场区时的半径为r＝eq \f(mv,qB)，圆弧AC所对应的圆心角∠AO′C＝60°，经历的时间为Δt＝eq \f(60°,360°)T(T为粒子在匀强磁场中运动周期，大小为T＝eq \f(2πm,qB)，与粒子速度大小无关)；当粒子速度减小为v/3后，根据r＝eq \f(mv,qB)知其在磁场中的轨道半径变为r/3，粒子将从D点射出，根据图中几何关系得圆弧AD所对应的圆心角∠AO″D＝120°，经历的时间为Δt′＝eq \f(120°,360°)T＝2Δt.由此可知本题正确选项只有B． 答案：B 5．(2014·袁州区模拟)两个电荷量相等但电性相反的带电粒子a、b分别以速度va和vb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，已知A、B连线与磁场边界垂直，如图所示，则(　　) A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝eq \r(3) ∶1 C．两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶2 D．两粒子的速度之比va∶vb＝1∶2 解析：根据左手定则，判断a、b粒子的电性，a粒子带负电，b粒子带正电，故A选项错误；两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，做出两粒子圆周运动的圆心O1、O2，根据几何关系，a粒子的半径方向和b粒子的速度方向重合，b粒子的半径方向和a粒子的速度方向重合，AB为两个圆弧公共的弦，连接O1、O2，则O1O2 为AB连线的中垂线，如图所示： ∠AO1O2 ＝30°，根据三角函数关系，eq \f(Ra,Rb)＝tan30°＝eq \f(\r(3),3)，故B选项错误；粒子a运动的圆