1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动（分层作业）【含答案解析】.docxVIP

第3节带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在匀强磁场中的运动

1.质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它们的圆周运动半径恰好相等,这说明它们在进入磁场时()

A.速率相等

B.动量大小相等

C.动能相等

D.质量相等

2．[多选]如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为B1、B2，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是()

A．电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P

B．电子运动一周回到P点所用的时间T＝eq\f(2πm,B1e)

C．B1＝4B2

D．B1＝2B2

3.如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()

A．1∶2 B．2∶1

C.eq\r(2)∶2 D．eq\r(2)∶1

二、带电粒子在有界磁场中做圆周运动

4.如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c三点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc，其大小关系是()

A．tatbtc B．ta＝tb＝tc

C．ta＝tbtc D．tatb＝tc

5.(多选)长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场。如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，极板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()

A．使粒子的速度veq\f(Bql,4m)

B．使粒子的速度veq\f(5Bql,4m)

C．使粒子的速度veq\f(Bql,m)

D．使粒子的速度eq\f(Bql,4m)veq\f(5Bql,4m)

6.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，经过时间t从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为eq\f(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是多少？

7.月球探测器在研究月球磁场时发现，月球上的磁场极其微弱。探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱分布。下图是在月球上A、B、C、D四个位置所探测到的电子运动轨迹的照片。设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方向均与磁场方向垂直，则由照片可判断这四个位置中磁场最强的是()

8.平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为()

A.mv2qB B

C.2mvqB D

9.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eq\f(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

10.(多选)如图所示，宽d＝4cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向里，现有一群带正电的粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r＝10cm，则()

A．右边界：－8cm＜y＜8cm有粒子射出

B．右边界：y＜8cm有粒子射出

C．左边界：y＞8cm有粒子射出

D．左边界：0＜y＜16cm有粒子射出

11.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从矩形区域ad边的中点O处垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ＝30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计。

(1)求粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。

(2)问粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情