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《2021_2022版高中物理第三章磁场6带电粒子在匀强磁场中的运动课时作业含解析新人教版选修3_1.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、考试资料带电粒子在匀强磁场中的运动(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中两种虚线所示,下列表述正确的是( )A.M带负电,N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间【解析】选A。由左手定则可知,M带负电,N带正电,选项A正确;由R=可知,M的速率大于N的速率,选项B错误;洛伦兹力对M、N都不做功,选项C错误;由T=可知,M的运行时间等于N的运行时间,选
2、项D错误。2.质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为Rp和Rα,周期分别为Tp和Tα,则下列选项正确的是( )A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1【解析】选A。设质子的质量为m,电量为q,则α粒子的质量为4m,电量为2q;根据R=-9-/9考试资料可得:=∶=;根据T=可得:=∶=,故选项A正确,B、C、D错误;故选A。3.(多选)两个粒子电荷量相同,在
3、同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动( )A.若速率相等,则半径必相等B.若动能相等,则周期必相等C.若质量相等,则周期必相等D.若质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等【解析】选C、D。因为粒子在磁场中做圆周运动的半径r=,周期T=,又粒子电荷量相同且在同一磁场中,所以q、B相等,r与m、v有关,T只与m有关,所以C、D正确。4.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电荷。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直于纸面向里。则下列四个图中,能正确表示两粒子运动轨
4、迹的是( )【解析】选A。由洛伦兹力和牛顿第二定律可得r甲=,r乙=,故=2,且由左手定则对其运动的方向判断可知A正确。5.如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向里的匀强磁场B中。质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。对滑块下滑的过程,下列判断正确的是( )-9-/9考试资料A.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上B.滑块受到的摩擦力大小不变C.滑块一定不能到达斜面底端D.滑块到达地面时的动能与B的大小有关【解析】选D。小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力、垂直斜面向下的洛伦兹力、摩擦
5、力,向下运动的过程中,速度增大,洛伦兹力增大,支持力增大,滑动摩擦力增大,故A、B错误;滑块到地面时,若B很大,则摩擦力有可能很大,所以滑块可能静止在斜面上;若B很小,则滑块有可能到达斜面底端,故C错误;B的大小不同,洛伦兹力大小不同,导致滑动摩擦力大小不同,根据动能定理,摩擦力做功不同,到达地面时的动能不同,故D正确。6.如图所示,粒子a和粒子b所带的电荷量相同,以相同的动能从A点射入匀强磁场中,做圆周运动的半径ra=2rb,则下列说法正确的是(重力不计)( )A.两粒子都带正电,质量之比=B.两粒子都带负电,质量之比
6、=C.两粒子都带正电,质量之比=D.两粒子都带负电,质量之比=-9-/9考试资料【解析】选B。根据左手定则可知两粒子都带负电;由qa=qb、Eka=Ekb,动能Ek=mv2和粒子做圆周运动的半径r=,可得m=,可见质量m与半径r的平方成正比,故=,故选B。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)一个质量m=0.1g的小滑块,带电量大小q=5×10-4C,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(斜面绝缘),斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所
7、示,小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面。(g取10m/s2)问:(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?(3)该斜面的长度至少多长?【解析】(1)由题意可知:小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上,根据左手定则可得:小滑块带负电(2)由题意:当滑块离开斜面时,洛伦兹力Bqv=mgcosα则v==2m/s≈3.46m/s(3)由公式v2=2ax与mgsinα=ma得x==m=1.2m-9-/9考试资料答案:(1)负电荷 (2)3.46m/s (3)1.2m8.(12分)
8、如图,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h,重力加速度为g。(1)求小滑块运动到C
