资源描述
1.(单选)(2021·北京丰台质检)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图.若不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A.a粒子带正电,b粒子带负电
B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C.b粒子动能较大
D.b粒子在磁场中运动时间较长
解析:选C.由左手定则可知b粒子带正电,a粒子带负电,选项A错误;由R=,知由于a粒子的轨道半径较小,所以a粒子的速度较小,动能较小,在磁场中所受洛伦兹力较小,选项B错误,C正确;由T=,知两粒子的周期相等,又由于b粒子轨迹对应的圆心角较小,所以在磁场中运动时间较短,选项D错误.
2.(单选)(2021·亳州模拟)带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场,如图所示,运动中粒子经过b点,Oa=Ob,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v0从a点垂直y轴进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B之比为( )
A.v0 B.1
C.2v0 D.
解析:选C.设Oa=Ob=R,粒子的质量、电量分别为m、q,在磁场中:qv0B=mv/R
在电场中:R=at2=2
联立解得:E/B=2v0,故C正确.
3.(单选)(2021·北京朝阳质检)如图所示,ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,磁场垂直于纸面对外,比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入,欲使电子能经过BC边,则磁感应强度B的取值应为( )
A.B> B.B<
C.B< D.B>
解析:选C.由题意,若电子正好经过C点,其运动轨迹如图所示,此时其圆周运动的半径R==,要想电子从BC边经过,圆周运动的半径要大于,由带电粒子在磁场中运动的半径公式r=,有<,即B<,C选项正确.
4.(单选)(2022·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A.2 B.
C.1 D.
解析:选D.设带电粒子在P点时初速度为v1,从Q点穿过铝板后速度为v2,则Ek1=mv,Ek2=mv,由题意可知Ek1=2Ek2,即mv=mv,则=.粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力供应,即qvB=,得R=,由题意可知=,所以==, 故选项D正确.
5.(多选)如图所示,在一矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面对外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场宽度为d.不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为t,粒子飞出磁场时偏离原方向60°角.利用以上数据能求出的物理量是( )
A.带电粒子在磁场中运动的半径
B.带电粒子的初速度
C.带电粒子在磁场中运动的周期
D.带电粒子的质量
解析:选ABC.带电粒子在磁场中运动后速度的偏向角为60°,则轨迹圆弧对应的圆心角也为60°,所以可得出运动时间t=T,则可求出周期T;依据磁场宽度为d,由几何学问能得到带电粒子的轨迹半径r;由公式T=可求出带电粒子的初速度;由r=能求出带电粒子的比荷,而带电粒子的电荷量未知,所以质量不能求出.故应选A、B、C.
6.(单选)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面对里的匀强磁场,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:选B.粒子沿半径方向进入圆形磁场区域时,确定沿半径方向射出,如图.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力供应向心力,由qvB=m得R=,T=.由数学学问得:粒子以速度v进入磁场时,圆周运动的半径R=r,转过的圆心角θ=60°;粒子以速度进入磁场时,圆周运动的半径R′=r,转过的圆心角θ′=120°,周期T与速度无关,所以t′=Δt=2Δt,B正确.
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带电粒子在磁场中的圆周运动
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