2019-2020学年高中物理第三章磁场课时跟踪检测十七带电粒子在匀强磁场中的运动含解析新人教版选修3_.pdf

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1、课时跟踪检测（十七）带电粒子在匀强磁场中的运动1.[多选]如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是()A．aB．bC．cD.d解析：选BD粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切，故轨迹a、c均不可能，正确答案为B、D。2．如图所示，质量、速度和电荷量均不完全相同的正离子垂直于匀强磁场和匀强电场的方向飞入，匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直。离子离开该区域时，发现有些离子保持原来的速度方向并没有发生偏转。如果再让这些离子进入另一匀强磁场中，发现离子束再分裂成几束。这种分裂的原因是离子束中的离子一定有不同的()

2、A．质量B．电量C．速度D.比荷解析：选D因为离子进入电场和磁场正交区域时不发生偏转，说明离子所受电场力和洛E伦兹力平衡，有qvB＝qE，故v＝，得出能不偏转的离子满足速度相同；离子进入磁场后受Bmv2洛伦兹力作用，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：qvB＝，故做圆周运动的Rmv半径为：R＝，由于离子又分裂成几束，也就是离子做匀速圆周运动的半径R不同，即比荷qB不同。故D正确。3.水平长直导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是()A．沿路径Oa运动B．沿路径Ob运动C．沿路径Oc运动D．沿路径Od运动解析：选

3、D由左手定则知只能是Oc或Od路径。而远离导线磁场减弱B减小，由半径公mv式r＝，可知r增大，所以只能是Od路径，故D正确。qB4．[多选](2015·全国卷Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子()A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析：选AC两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ磁场磁感应强度mv2mv1B是Ⅱ磁场磁感应强度B的k倍。由qvB＝得r＝∝，即Ⅱ中电子运动轨迹

4、的半径是Ⅰ12rqBBFqvBa12πr中的k倍，选项A正确。由F＝ma得a＝合＝∝B，所以2＝，选项B错误。由T＝合mmakv1T2πωT1得T∝r，所以2＝k，选项C正确。由ω＝得2＝1＝，选项D错误。TTωTk1125.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v与MN垂直，1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所需的时间分别为t、t，则t∶t为()1212A．1∶3B．4∶3C．1∶1D．3∶2解析：选D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

5、选项D正确。6．(2016·全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为()A．11B．12C．121D．1441解析：选D带电粒子在加速电场中运动时，有qU＝mv2，在磁场中偏转时，其半径r＝2mv12mU，由以上两式整理得：r＝。由于质子与一价正离子的电荷量相同，B∶B＝1∶12，qBBq12m当半径相等

6、时，解得：2＝144，选项D正确。m17.[多选]如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有()A．a、b均带正电B．a在磁场中飞行的时间比b的短C．a在磁场中飞行的路程比b的短D．a在P上的落点与O点的距离比b的近解析：选AD离子要打在屏P上，都要沿顺时针方向偏转，根据左手定则判断，离子都带正电，选项A正确；由于是同种离子，因此质量、电荷v2量相同，初速度大小也相同，由qvB＝m可知，它们做圆周运动的半径相r同，作出运动轨迹，如图所示，比较得a在磁场中运动的路程比b的长，选s项C错误；由t＝可

7、知，a在磁场中运动的时间比b的长，选项B错误；从图上可以看出，v选项D正确。8．质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流。已知粒子的运动速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的大小为I。则下面说法正确的是()qBRA．该带电粒子的比荷为＝mvqBtB．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝mC．当速率v增大时，环形电流的大小I增大D．当速率v增大时，运动周期T变小解析：选B当粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则有：Bqvv2qv2