《带电粒子在匀强磁场中的运动》进阶练习（二）

《《带电粒子在匀强磁场中的运动》进阶练习（二）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《带电粒子在匀强磁场中的运动》的进阶练习1．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行，一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的（　　）A．轨道半径减少，角速度增大B．轨道半径减少，角速度减少C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减少2．如图所示，带电小球沿竖直的光滑绝缘圆弧形轨道内侧来回往复运动，匀强磁场方向水平，它向左或向右运动通过最低点时（　　）A．加速度大小相等B．速度大小相等C．所受洛仑兹力大小相等D．轨道对它的支持力大小相等3．如图所示

2、，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下．从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（　　）A．若该带电粒子从cd边射出，它经历的时间一定为t0B．若该带电粒子从bc边射出，它经历的时间可能为t0C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab边射出磁场D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从a

3、d边射出磁场4．如图所示，质量为m带电荷量为e的电子，以速度v垂直边界从A点射入宽度为d的垂直纸面向里的匀强磁场，入射方向与磁场垂直，从C点穿出磁场时速度方向与入射方向的夹角为30°．（不计电子重力）求：①磁场的磁感应强度B；②电子在磁场中运动的时间t．5．a、b为水平放置的足够长的平行板，距板下方d=1×10﹣2m有一电子源s，各个方向发射速度在0～2.4×107m/s，磁场B=9.1×10﹣3T，正电子的质量m=9.1×10﹣31kg，电量e=1.6×10﹣19C．N为s点正上方板上的一点．求能击中ab板的电子在ab板

4、上的范围．参考答案1【分析】通过洛伦兹力提供向心力得知轨道半径的公式，结合该公式即可得知进入到较弱磁场区域后时，半径的变化情况；再利用线速度与角速度半径之间的关系式，即可得知进入弱磁场区域后角速度的变化情况．【解答】解：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力等于洛伦兹力，由牛顿第二定律有：qvB=得：R=从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后．B减小，所以R增大．线速度、角速度的关系为：v=ωR线速度v不变，半径R增大，所以角速度减小，选项D正确，ABC错误．故选：D【点评】解答该题要明确洛伦兹力始终不做功，洛伦兹力只是改

5、变带电粒子的运动方向．还要熟练的掌握半径公式R=和周期公式等．2【分析】在整个运动的过程中，洛伦兹力不做功，只有重力做功，根据动能定理可知向左或向右通过最低点时的速率大小，根据牛顿第二定律判断加速度、弹力是否相同，根据左手定则判断洛伦兹力的方向是否相同．【解答】解：A、在整个运动的过程中，洛伦兹力不做功，只有重力做功，所以向左或向右通过最低点时的速率大小相等．但速度的方向不同．合外力提供向心力，则有F=ma=m，因速度相同，故加速度相同．故AB正确．C、洛伦兹力F=Bqv，故洛伦兹力大小相等，故C正确；D、向右向左通过最低

6、点时，洛伦兹力大小相等，方向相反，根据合力提供向心力，知支持力不相等．故D错误．故选：ABC．【点评】解决本题的关键知道洛伦兹力的方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，从而可明确最低点的速度大小一定是相等的，但要注意速度、力、加速度等均为矢量，要注意方向性．3【分析】根据几何关系确定带电粒子在磁场中的运动轨迹并确定其圆心角，结合周期的大小逐项分析判断．【解答】解：由题，带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T=2t0．A、若带电粒子从cd边射出，粒子在磁场中的圆心角

7、θ=300°，则运动的时间t=，故A正确．B、若粒子恰好从bc边射出，由几何关系知圆心角不大于240°，在磁场中经历的时间不大于，故B错误．C、若粒子刚好能从ab边射出磁场（即粒子轨迹与ab边相切），则粒子在磁场中运动速度偏转了150°角，对应的运动时间为t=，因此粒子若从ab边射出，其运动时间一定小于，故C错误．D、粒子从O点垂直于cd边射出后从c点射出磁场的过程，其运动轨迹为半个圆周，由此可知粒子在该磁场中的运动周期为2t0．若粒子刚好能从ad边射出磁场（即粒子轨迹与ad边相切），则粒子在磁场中运动速度偏转了60°角，

8、对应的运动时间为t=，因此粒子若从ad边射出磁场，其运动时间应小于，故D错误．故选：A．【点评】本题是带电粒子在磁场中圆周运动类型，抓住粒子的周期一定，根据速度的偏向角等于轨迹的圆心角，由圆心角确定粒子在磁场中的运动时间．4【分析】（1）电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，