1、 電粒子在磁場中的圓周運動1處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A與粒子電荷量成正比 B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比 D與磁感應強度成正比答案D解析假設帶電粒子的電荷量為q，在磁場中做圓周運動的周期為T，則等效電流i，故答案選D.帶電粒子在有界磁場中的運動2如圖377所示，在第象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，一對正、負電子分別以相同速率沿與x軸成30°角的方向從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動的時間之比為()圖377A12 B21C1 D11答案B解析正、負電子在磁場中運動軌跡如圖所示，正電子做勻速圓周

2、運動在磁場中的部分對應圓心角為120°，負電子圓周部分所對應圓心角為60°，故時間之比為21.回旋加速器問題圖3783回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中，如圖378所示，要增大帶電粒子射出時的動能，下列說法中正確的是()A增加交流電的電壓 B增大磁感應強度C改變磁場方向 D增大加速器半徑答案BD解析當帶電粒子的速度最大時，其運動半徑也最大，由牛頓第二定律qvBm，得v.若D形盒的半徑為R，則Rr時，帶電粒子的最終動

3、能Ekmmv2.所以要提高加速粒子射出的動能，應盡可能增大磁感應強度B和加速器的半徑R.(時間：60分鐘)題組一帶電粒子在磁場中的圓周運動圖3791如圖379所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強磁場中，方向垂直紙面向里有一束粒子對準a端射入彎管，粒子的質(zhì)量、速度不同，但都是一價負粒子，則下列說法正確的是()A只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管C只有質(zhì)量和速度乘積大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管D只有動能大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管答案C解析由R可知，在相同的磁場，相同的電荷量的情況下，粒子做圓周運動的

4、半徑?jīng)Q定于粒子的質(zhì)量和速度的乘積圖37102如圖3710所示，水平導線中有電流I通過，導線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將()A沿路徑a運動，軌跡是圓B沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大C沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小D沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小答案B解析由左手定則可判斷電子運動軌跡向下彎曲又由r知，B減小，r越來越大，故電子的徑跡是a.故選B.3一電子在勻強磁場中，以一正電荷為圓心在一圓軌道上運行磁場方向垂直于它的運動平面，電場力恰好是磁場作用在電子上的磁場力的3倍，電子電荷量為e，質(zhì)量為m，磁感應強度為B，那么電子運動的角速度可能為()A4 B3 C2 D.答案AC解析

5、向心力可能是F電FB或F電FB，即4eBv1mmR或2eBv2mR，所以角速度為1或2.故A、C正確4在勻強磁場中，一個帶電粒子做勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一磁感應強度是原來磁感應強度2倍的勻強磁場中做勻速圓周運動，則()A粒子的速率加倍，周期減半B粒子的速率不變，軌道半徑減半C粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼腄粒子的速率不變，周期減半答案BD解析由R可知，磁場加倍半徑減半，洛倫茲力不做功，速率不變，由T可知，周期減半，故B、D選項正確圖37115如圖3711所示，一帶電粒子(重力不計)在勻強磁場中沿圖中軌道運動，中央是一薄絕緣板，粒子在穿過絕緣板時有動能損失，由圖可知()A粒子的運

6、動方向是abcdeB粒子帶正電C粒子的運動方向是edcbaD粒子在下半周期比上半周期所用時間長答案BC題組二帶電粒子在有界磁場中運動圖37126空間存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，圖3712中的正方形為其邊界一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不計重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同D在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大答案BD解析由于粒子比荷相

7、同，由R可知速度相同的粒子軌跡半徑相同，運動軌跡也必相同，B正確對于入射速度不同的粒子在磁場中可能的運動軌跡如圖所示，由圖可知，粒子的軌跡直徑不超過磁場邊界一半時轉(zhuǎn)過的圓心角都相同，運動時間都為半個周期，而由T知所有粒子在磁場運動周期都相同，A、C皆錯誤再由tT可知D正確，故選BD.圖37137如圖3713所示，有界勻強磁場邊界線SPMN，速率不同的同種帶電粒子從S點沿SP方向同時射入磁場其中穿過a點的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點的粒子速度v2與MN成60°角，設粒子從S到a、b所需時間分別為t1和t2，則t1t2為(重力不計)()A13 B43 C11 D32答案D解析如圖所示

8、，可求出從a點射出的粒子對應的圓心角為90°.從b點射出的粒子對應的圓心角為60°.由tT，可得：t1t232，故選D.圖37148如圖3714所示，直角三角形ABC中存在一勻強磁場，比荷相同的兩個粒子沿AB方向射入磁場，分別從AC邊上的P、Q兩點射出，則()A從P射出的粒子速度大B從Q射出的粒子速度大C從P射出的粒子，在磁場中運動的時間長D兩粒子在磁場中運動的時間一樣長答案BD解析作出各自的軌跡如圖所示，根據(jù)圓周運動特點知，分別從P、Q點射出時，與AC邊夾角相同，故可判定從P、Q點射出時，半徑R1R2，所以，從Q點射出的粒子速度大，B正確；根據(jù)圖示，可知兩個圓心角相等，所

9、以，從P、Q點射出時，兩粒子在磁場中的運動時間相等正確選項應是B、D.題組三質(zhì)譜儀和回旋加速器圖37159如圖3715是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案ABC解析質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重 要工具，故A選項正確；速度選擇器

10、中電場力和洛倫茲力是一對平衡力，即：qvBqE，故v，根據(jù)左手定則可以確定，速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外，故B、C選項正確粒子在勻強磁場中運動的半徑r，即粒子的比荷，由此看出粒子的運動半徑越小，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越大，故D選項錯誤10用回旋加速器分別加速粒子和質(zhì)子時，若磁場相同，則加在兩個D形盒間的交變電壓的頻率應不同，其頻率之比為()A11 B12 C21 D13答案B圖371611(2014·高新區(qū)高二檢測)一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖3716所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強磁場的磁感應強度為B，兩盒分別與交流電源相連下列

11、說法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大B質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大C只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值D不需要改變?nèi)魏瘟浚@個裝置也能用于加速粒子答案A解析由r知，當rR時，質(zhì)子有最大速度vm，即B、R越大，vm越大，vm與加速電壓無關(guān)，A對、B錯隨著質(zhì)子速度v的增大、質(zhì)量m會發(fā)生變化，據(jù)T知質(zhì)子做圓周運動的周期也變化，所加交流電與其運動不再同步，即質(zhì)子不可能一直被加速下去，C錯由上面周期公式知粒子與質(zhì)子做圓周運動的周期不同，故此裝置不能用于加速粒子，D錯題組四綜合應用圖371712帶電粒子的質(zhì)量m1.7×1027 kg，電荷量q1.6

12、×1019 C，以速度v3.2×106 m/s沿垂直于磁場同時又垂直于磁場邊界的方向進入勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B0.17 T，磁場的寬度L10 cm，如圖3717所示(1)帶電粒子離開磁場時的速度多大？(2)帶電粒子在磁場中運動多長時間？(3)帶電粒子在離開磁場時偏離入射方向的距離d為多大？(g取10 m/s2)答案見解析解析粒子所受的洛倫茲力F洛qvB8.7×1014 N，遠大于粒子所受的重力Gmg1.7×1026 N，故重力可忽略不計(1)由于洛倫茲力不做功，所以帶電粒子離開磁場時速度仍為3.2×106 m/s.(2)由qvBm得軌

13、道半徑r m0.2 m由題圖可知偏轉(zhuǎn)角滿足：sin 0.5，所以30°，帶電粒子在磁場中運動的周期T，可見帶電粒子在磁場中運動的時間t·TT，所以t s3.3×108 s.(3)帶電粒子在離開磁場時偏離入射方向的距離dr(1cos )0.2×(1)m2.7×102 m.圖371813如圖3718所示，兩個板間存在垂直紙面向里的勻強磁場，一帶正電的質(zhì)子以速度v0從O點垂直射入已知兩板之間距離為d.板長為d，O點是NP板的正中點，為使粒子能從兩板之間射出，試求磁感應強度B應滿足的條件(已知質(zhì)子帶電荷量為q，質(zhì)量為m)答案B解析如圖所示，由于質(zhì)子在O點的速度垂直于板NP，所以粒子在磁場中做圓周運動的圓心O一定位于NP所在的直線上如果直徑小于ON，則軌跡將是圓心位于ON之間的一段半圓弧(1)如果質(zhì)子恰好從N點射出，R1，qv0B1.所以B1.(2)如果質(zhì)子恰好從M點射出Rd22，qv0B2m，得B2.所以B應滿足B.圖