课时跟踪检测(二十四)带电粒子在匀强磁场中的运动

课时跟踪检测（二十四）带电粒子在匀强磁场中的运动 姓名班级学号 1. （多选）一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中，不考虑其他力的作用，粒子在 磁场中不可能做（） A. 匀速直线运动B.匀变速直线运动 C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动 2. 如图1所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三滴油滴a、 b、c带有等量同种电荷。已知a静止，b、c在纸面内均做匀速圆周运动（轨迹未画出），以 下说法正确的是（） X X X X X X X X a X X X v_・ X X X bx X xc X X X X E X X X 图1 A. a的质量最大，c的质量最小，如c都沿逆时针方向运动 B. 人的质量最大，a的质量最小,b、c都沿顺时针方向运动 C. 三滴油滴质量相等，△沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动 D. 三滴油滴质量相等，力、c都沿顺时针方向运动 3. （多选）如图2所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿泌 方向射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中。则下列结 论正确的是（） ab 1 X X X i ；X X X ； 图2 A. 从两孔射出的电子速率之比Z vd2 1 B. 从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc.td\ 2 C. 从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比％ a疔彖1 D. 从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比吐（Od2 1 如图3所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为3的匀强磁场。一个 不计重力的带电粒子从坐标原点。处以速度。进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直 于磁场且与x轴正方向成120。角。若粒子穿过少轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a, 则该粒子的比荷和所带电荷的正、负是（） yxfix X xBx X xxx XXX X X。、 X x A A矗,正电荷 c.矗，负电荷 B聂，正电荷 D兹，负电荷 4. （多选）用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则 上可以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形盒的半径增大为原来的2倍 D. 将D形盒的半径增大为原来的4倍 5. （多选）（全国卷II）图4为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场, 硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质 子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是（） „ ［硅微条径［时 磁■迹探测器■磁 铁1［铁 A. 电子与正电子的偏转方向一定不同 B. 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C. 仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D. 粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 6. （多选）如图5所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域I和匀强磁场区域II,如 果这束正离子流在区域I中不偏转，进入区域II后偏转半径又相同，那么说明这些正离子具 有相同的（） 图5 B.质量 D.比荷 A.电荷 C.速度 , 、 7. 在平面直角坐标系xQy中，第I象限存在沿*轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂 直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为3。一质量为秫、电荷量为q的带正电的粒子 从*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3 60。角射入磁场，最后从*轴负半轴上的F点垂直于y轴射出磁场，如图6所示。不计粒 子重力，求 O x 1成、N两点间的电势差如。 2 粒子在磁场中运动的轨道半径 3 粒子从M点运动到P点的总时间I。 1. 选BC 粒子进入磁场，若受尸部则一定是变加速运动，B、C不可能，D可能； 或者v与3平行不受力，A可能。 2. 选D 三个油滴带等量同种电荷，由a静止可知带负电，电场力等于重力，如c做 圆周运动，电场力也等于重力，故三者质量相等；由左手定则可知如c都沿顺时针方向运 动。 3. 选AB 本题考查粒子做圆周运动的速率、时间、加速度和角速度，带电粒子在磁 场中做圆周运动，求时间时要考虑时间与周期的关系，求加速度为向心加速度，需考虑洛伦 〃W2 兹力，求速率也要考虑洛伦兹力，因为B衣匚一，从a孔射入，经c、d两孔射出的粒子轨 道半径分别为正方形边长和牛边长，所-7，A正确；粒子在同一句强磁场中运动周 zVd rd 1 期T r相同,因为松2，td5,所以广，B正确；因为a,所以才ST，C 2兀 错误；因为o〒 所以勿相同，D错误，故正确答案为A、Bo 4. 选C 粒子能穿过卜轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动 imv 轨迹如图所示，力点到x轴的距离最大，为RRa, R昂, 得土器，故C正确。 5. 选AC 粒子在回旋加速器中旋转的最大半径等于D形盒的半径R,由R得粒 qt 子最大动能,欲使最大动能为原来的4倍，可将B或R增大为原来的2 倍，故A、C正确。 6. 选AC 根据洛伦兹力提供向心力，利用左手定则解题。根据左手定则，电子、正 电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项A正确；根据衣B mv2 mv ，得r环,若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项 B错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定机。的大小，故选项C正确；粒 子的越大，轨道半径越大，而mv\l2mEk,粒子的动能大，其不一定大，选项D错 设1 O E 7. 选CD 离子在区域I内不偏转，则有qvBqE,瓦,说明离子有相同速度，C rn7n 对。在区域II内半径相同，由尸一厂知，离子有相同的比荷，D对。至于离子的电荷与质 q 2yyi 量是否相等，由题意无法确定，A、B错。 8. 解析1设粒子过N点时的速度为歹，有号cos。① 2oo ② 粒子从M点运动到N点的过程，有 q U\mrYW 孑。。〜③ TT 2粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为O N,有qoB 3由几何关系得ONrsm0 设粒子在电场中运动的时间为‘1,有ON0oti⑧ 粒子在磁场中做勾速圆周运动的周期T空詈⑩ 设粒子在磁场中运动的时间为如 180。一。 有 ‘2 360。 T ‘2 3qB 联立以上各式得-也与严 答案（1 3-\/327iw ⑶ 3qB