2020-2021学年高中物理人教版选修3-1(浙江专用)题组训练-第三章-磁场-3.7.docx

第7讲 带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在磁场中的圆周运动
1．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
(　　)
A．与粒子电荷量成正比 B．与粒子速率成正比
C．与粒子质量成正比 D．与磁感应强度成正比
答案　D
解析　假设带电粒子的电荷量为q，在磁场中做圆周运动的周期为T＝，则等效电流i＝＝，故答案选D.
带电粒子在有界磁场中的运动
2．如图3－7－6所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面对里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为
(　　)

图3－7－6
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶ D．1∶1
答案　B
解析　正、负电子在磁场中运动轨迹如图所示，正电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为120°，负电子圆周部分所对应圆心角为60°，故时间之比为2∶1.

回旋加速器问题
3．(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频沟通电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图3－7－7所示，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是
(　　)

图3－7－7
A．增加沟通电的电压 B．增大磁感应强度
C．转变磁场方向 D．增大加速器半径
答案　BD
解析　当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由牛顿其次定律qvB＝m，得v＝.若D形盒的半径为R，则R＝r时，带电粒子的最终动能Ekm＝mv2＝.所以要提高加速粒子射出的动能，应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径R.