2015年秋高中物理 第3章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动课后强化演练（含解析）新人教版选修3-1

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1、第三章　第6节　带电粒子在匀强磁场中的运动课后强化演练一、选择题1．关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是(　　)A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总和运动方向垂直D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变解析：带电粒子飞入匀强磁场的角度不同，将做不同类的运动．做匀速圆周运动时，速度的大小不变，但方向时刻在变化，所以只有C、D正确．答案：CD2．有电子(e)、质子(H)、氘核(H)、氚核(H)，以同样的速度垂直

2、射入同一匀强磁场中，它们都做匀速圆周运动，则(　　)A．电子做匀速圆周运动的半径最大B．质子做匀速圆周运动的半径最大C．氘核做匀速圆周运动的周期最大D．氚核做匀速圆周运动的周期最大解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r＝和周期公式T＝，可知：不同粒子在以相同速度进入同一磁场中做圆周运动时，半径的大小和周期的大小都只与的比值有关，比值越大，r越大，T越大，四种粒子中，H的最大，故氚核的半径和周期都是最大的．故选D项．答案：D3．用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法(　　)A．将其磁感应

3、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形金属盒的半径增大为原来的2倍D．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍解析：粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为R，由牛顿第二定律得：evB＝m①质子的最大动能：Ekm＝mv2②解①②式得：Ekm＝.要使质子的动能增加为原来的4倍，可以将磁感应强度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍，故B项错，A、C正确．质子获得的最大动能与加速电压无关，故D项错．答案：AC4．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

4、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．Δt　B．2Δt　C．Δt　D．3Δt解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有qvB＝m，解得粒子第一次通过磁场区时的半径为r＝，圆弧AC所对应的圆心角∠AO′C＝60°，经历的时间为Δt＝T(T为粒子在匀强磁场中运动周期，大小为T＝，与粒子速度大小无关)；当粒子速度减小为v/3后，根据r＝知其在磁场中的轨道半径变为r/3，粒子将从D点射出，根据图中几何关系得圆弧AD所对应

5、的圆心角∠AO″D＝120°，经历的时间为Δt′＝T＝2Δt.由此可知本题正确选项只有B．答案：B5．(2014·袁州区模拟)两个电荷量相等但电性相反的带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，已知A、B连线与磁场边界垂直，如图所示，则(　　)A．a粒子带正电，b粒子带负电B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝∶1C．两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶2D．两粒子的速度之比va∶vb＝1∶2解析：根据左手定则，判断a、b粒子的电性，a粒子带负电，b粒子带

6、正电，故A选项错误；两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，做出两粒子圆周运动的圆心O1、O2，根据几何关系，a粒子的半径方向和b粒子的速度方向重合，b粒子的半径方向和a粒子的速度方向重合，AB为两个圆弧公共的弦，连接O1、O2，则O1O2为AB连线的中垂线，如图所示：∠AO1O2＝30°，根据三角函数关系，＝tan30°＝，故B选项错误；粒子a运动的圆心角∠AO2B＝120°，运动时间ta＝，同理粒子b运动的圆心角∠AO1B＝60°，运动时间tb＝，ta＝tb，解得ma：mb＝1∶2，故C选项正确；轨道半径R＝，得v＝，va：vb＝：＝2∶，

7、故D选项错误．答案：C6．(2014·凉州区模拟)如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则(　　)A．从P射出的粒子速度大B．从Q射出的粒子速度大C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D．两粒子在磁场中运动的时间一样长解析：做出粒子运动的轨迹，如图所示：根据洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，可知半径越大，粒子的速度越大，A选项错误，B选项正确；两粒子运动的弦切角θ相等，圆心角θ相等，运动时间t＝相等，C选项错误，D选项正确．答案：BD二、非选择题7．(2015·成都模拟)图甲所示的电

8、视机显像管能够通过磁场来控制电子的偏转，显像管内磁场