高中物理 第三章第6节带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习 新人教版选修31.doc

高二物理人教新课标版选修3-1第三章第6节带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习（答题时间：45分钟）1. 一电子在匀强磁场中，以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行。磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的3倍，电子电荷量为e，质量为m，磁感应强度为B，那么电子运动的角速度可能为（ ）。A. B. C. D. 2. 如图所示，不同的正离子垂直于匀强电场和匀强磁场的方向飞入，匀强电场和匀强磁场的方向相互垂直。正离子离开该区域时，发现有些正离子保持原来的运动方向并没有发生偏转，如果再让这些正离子进入另一匀强磁场中，发现离子束又分裂成几束，这种分裂的原因是离子束中的离子可能有不同的（ ）。A. 质量B. 电荷量C. 速度D. 比荷3. 一带负电荷的粒子以速度v由坐标原点在xOy平面第象限内沿与x轴45°方向射入匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，已知粒子质量为m，电荷量为q，则粒子通过x轴、y轴的坐标为（ ）。A. B. C. D. 4. 带电粒子以初速度v垂直于电场方向飞入匀强电场区域后，接着又飞入匀强磁场区域。在如下的几种轨迹图中，有可能是（ ）。ABCD5. 如图所示，有界匀强磁场边界线SP/MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角。设两粒子从S到a、b所需时间分别为，则为（ ）。A. 1：3B. 4：3C. 1：1D. 3：26. 两带电油滴在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间做竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示。则两油滴一定相同的是（ ）。带电性质 运动周期 运动半径 运动速率A. B. C. D. 7. 如图，在一水平放置的平板MN的上方有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场的方向垂直于纸面向里。许多质量为m、带电荷量为q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域，不计重力，不计粒子间的相互影响。图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。正确的是（ ）。8. 如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域、中，与的夹角为60°。一质量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从区的边缘点处沿与成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于的方向经过圆心O进入区，最后再从处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。9. 在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电荷的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力。求：（1）M、N两点间的电势差；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。1. A、C 解析：向心力可能是或，即或。2. D 解析：这些离子速度是相同的，在磁场中，应是比荷不同。3. C 解析：带负电荷粒子在第象限沿与x轴成45°方向射入匀强磁场，向右偏转与轴、轴相交。4. A、D 解析：根据电场中的偏向确定其电性，再看磁场中偏转是否与左手定则矛盾。5. D 解析：画出运动轨迹，过a点的粒子转过90°，过b点的粒子转过60°，故D正确。6. A 解析：考查带电粒子在复合场中的运动。粒子要做匀速圆周运动，所受合力必然只提供向心力，因此竖直方向受到的重力与电场力平衡，电场力必向上，电荷为正电荷，正确。据知一定，粒子运动周期一定，正确。粒子运动半径，v不一定相同，r也不一定相同，错。7. A 解析：由题意可知，若粒子速度方向水平向右，则它在磁场中将做匀速圆周运动，且最远点离O点距离为2R（竖直方向）。当粒子速度方向竖直向上，它在水平方向到达O点的最远距离为2R。故正确选项为A。8. 解析：设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电荷，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从点射出，用分别表示在磁场区和区中的磁感应强度、轨道半径和周期。，。设圆形区域的半径为r，如图所示。已知带电粒子过圆心且垂直进入区磁场，连接，为等边三角形，为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径：。圆心角60°，带电粒子在区磁场中运动的时间为：。带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心在的中点，即：。在区磁场中运动的时间为：。带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间：。由以上各式可得：。9. 解析：（1）如图所示，设粒子过N点时的速度为v，有。粒子从M点运动到N点的过程，有，。（2）粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动，半径为，有。（3）由几何关系得，设粒子在电场中运动的时间为，有，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为，。即。