2012高中物理大一轮复习第十一章第3课时带电粒子在匀强磁场中的运动讲义大纲人教版

用心爱心专心-1-第3课时专题：带电粒子在匀强磁场中的运动(限时：45分钟)一、选择题1．如图1所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心，进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入．则下面判断错误的是()图1A．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B．两电子在两磁场中运动的时间有可能相同C．进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场D．进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场2．如图2所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中()图2A．运动时间相同B．运动轨迹的半径相同C．重新回到边界时速度大小和方向相同D．重新回到边界时与O点的距离相等用心爱心专心-2-3．如图3所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直纸面向外的磁感应强度方向为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图中的()4.如图4所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，图中1和2为质子的径迹，3为α粒子的径迹．它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨迹半径r1r2r3并相切于P点，设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则()A．T1＝T2T3B．v1＝v2v3C．a1a2a3D．t1t2t35．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷qm，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是()A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越大B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越小C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变6．一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从A处进入长为d宽为h图3图4用心爱心专心-3-的磁场区域如图5所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则()A．电子在磁场中运动的时间为t＝dvAB．电子在磁场中运动的时间为t＝LvAC．洛伦兹力对电子做功是BevA·hD．电子在A、B两处的速度相同7．一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁场中，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，如图6所示，则它们在磁场中()A．运动的时间相等B．加速度的大小相等C．速度的大小相等D．动能的大小相等8．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利地垂直进入另一磁感应强度为原来2倍的匀强磁场，则()A．粒子的速率加倍，周期减半B．粒子的速率不变，轨道半径减半C．粒子的速率减半，轨道半径为原来的14D．粒子的速率不变，周期减半9．如图7所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy平面，方向指向纸外．原点O处有一离子源，沿各个方向射出质量与速率乘积mv相等的同价正离子．对于在xOy平面内的离子，它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹，可用下图给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是()二、非选择题10．如图8所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，其分界线是半径为R的半圆弧，Ⅰ和Ⅱ的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B.现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PM方向向左侧射出，不计微粒的重力．图5图6图7用心爱心专心-4-图8(1)若微粒在磁场Ⅰ中做完整的圆周运动，其周期多大？(2)若微粒从P点沿PM方向向左射出后直接从分界线的A点沿AO方向进入磁场Ⅱ并打到Q点，求微粒的运动速度大小；(3)若微粒从P点沿PM方向向左侧射出，最终能到达Q点，求其速度满足的条件．11．如图9所示，半径R＝10cm的圆形区域边界跟y轴相切于坐标系原点O.磁感应强度B＝0.332T，方向垂直于纸面向里，在O处有一放射源S，可沿纸面向各个方向射出速率均为v＝3.2×106m/s的α粒子．已知α粒子的质量m＝6.64×10－27kg，电荷量q＝3.2×10－19C.图9(1)画出α粒子通过磁场区域做圆周运动的圆心的轨迹．(2)求出α粒子通过磁场区域的最大偏转角θ.答案1．D2.BCD3.C4.ACD5．BD6．B7．D8．BD9．A10．(1)2πmqB(2)BqRm(3)v＝BqRmtanπ2n(n＝2,3,4，…)11.(1α粒子做圆周运动的圆心与S(即O点)的距离均为r，其圆心的轨迹为以S为圆心、以20cm为半径的一段圆弧，如图中虚线所示．(2)θ＝60°