高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习4 新人教版选修3-1

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高中物理第三章磁场 6 带电粒子在匀强磁场中的运动练习(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中

带电粒子在匀强磁场中的运动根底夯实一、选择题(1～3题为单项选择题，4～6题为多项选择题)1．有三束粒子，分别是质子(p )、氚核(31H)和α粒子(氦核)束，如果它们以一样的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(方向垂直于纸面向里)，在如下图中，哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹( C )解析：由Bqv ＝m v 2R 可知：R ＝mv Bq；半径与荷质比成反比；因三束离子中质子的荷质比最大，氚核的最小，故质子的半径最小，氚核的半径最大，故C 正确。

2．1930年劳伦斯制成了世界上第一台盘旋加速器，其原理如下列图，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，如下说法不正确的答案是( B )A ．带电粒子由加速器的中心附近进入加速器B ．带电粒子由加速器的边缘进入加速器C ．电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转D ．离子从D 形盒射出时的动能与加速电场的电压无关解析：根据盘旋加速器的加速原理，被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，从边缘离开加速器，故A 正确，B 错误；在磁场中洛伦兹力不做功，离子是从电场中获得能量，故C 正确；当离子离开盘旋加速器时，半径最大，动能最大，E m ＝12mv 2＝B 2q 2r 22m，与加速的电压无关，故D 正确。

此题选不正确的，应当选B 。

3．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外表的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 。

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( D )A ．2B ． 2C ．1D ．22解析：由E K ＝12mv 2可知当动能为原来的一半时，速度是原来的22。

由R ＝mv qB将R 1＝2R 2代入可得B 1︰B 2＝22，D 正确。

4．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如下列图，一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的答案是( ABC )A ．粒子必带正电荷B ．A 点和B 点位于同一高度C ．粒子在C 点时速度最大D ．粒子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点解析：平行板间电场方向向下，粒子由A 点静止释放后在电场力的作用下向下运动，所以粒子必带正电荷，A 正确。

人教版高二物理选修3-1 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动同步测试(含答案)

人教版物理选修3-1《带电粒子在匀强磁场中的运动》检测一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）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），从较弱磁场区域进入到较强磁场区域后，粒子的（）A ．轨道半径减小，运动周期减小B ．轨道半径增大，运动周期增大C ．轨道半径减小，运动周期增大D ．轨道半径增大，运动周期减小2．如图所示，回旋加速器D 形盒的半径为R ，用来加速质量为m ，电量为q 的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U 时并被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E 后，由A 孔射出．下列说法正确的是（）A ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高,质子的在加速器中的运动时间将不变．B ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高,质子的在加速器中的运动时间将越长．C ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高,质子飞出D 形盒的动能E K 将越大．D ．磁感应强度B 不变，若加速电压U 不变, D 形盒半径R 越大、质子飞出D 形盒的动能E K 将越大3．如图所示，一个电子沿AO 方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R 的圆内．若电子速度为v ，质量为m ，带电量为q ，磁感应强度为B ，电子在磁场中偏转后从C 点射出，120AOC ∠=︒，下面结论正确的是（）A．电子经过磁场的时间为23m Bq πB．电子经过磁场的时间为2m Bq πC．磁场半径R为mv BqD．AC间的距离为mv qB4．真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。

一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。

已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。

为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为（）A．32mvaeB．mvaeC．34mvaeD．35mvae5．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。

物理：新人教版选修3-1 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(同步练习)

3． 6带电粒子在匀强磁场中的运动同步试题一、选择题：1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变2、质子和α粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知，质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1：E2等于（）A、4：1B、1：1C、1：2 D2：13、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（）A、在匀强电场中做匀速圆周运动B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动D、在匀强磁场中做抛物线运动4、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（）A、小球受到的洛仑兹力B、摆线的拉力C、小球的动能D、小球的加速度5、如图所示ab是一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（）A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管6、如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）A、2Bed/mB、Bed/mC、Bed/(2m)D、2Bed/m二、填空题：7、边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示。

一束电子以速度v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则V A:V C= ，所经历的时间之比t A:t B=8、一初速度为零的带电粒子，经电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为m，电量为q，则带电粒子所受的洛仑兹力为，轨道半径为。

人教版高二物理(选修3-1《3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动》课后同步练习卷

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动1．(多选)如图所示，分界线MN 上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B 1和B 2，一质量为m ，电荷为q 的带电粒子(不计重力)从O 点出发以一定的初速度v 0沿纸面垂直MN 向上射出，经时间t 又回到出发点O ，形成了图示心形图案，则( )A ．粒子一定带正电荷B ．MN 上下两侧的磁场方向相同C ．MN 上下两侧的磁感应强度的大小B 1∶B 2＝1∶2D ．时间t ＝2πmqB 22．(多选)(2019·豫南九校联考)在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a 、高为b 的长方形，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x 轴正方向、大小为I 的电流，已知金属导体单位体积的自由电子数为n ，电子电荷量为e ，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U ，则下列说法正确的是( )A ．电流方向沿x 轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高B ．电流方向沿x 轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此后侧面电势较高C ．磁感应强度的大小为B ＝nebUI D ．磁感应强度的大小为B ＝2nebUI3．(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交流电极相连接的两个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的匀强磁场中，如图所示．在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子(11H)和氦核(42He)加速，则下列说法中正确的是( )A ．质子与氦核所能达到的最大速度之比为1∶2B ．质子与氦核所能达到的最大速度之比为2∶1C ．加速质子、氦核时交流电的周期之比为2∶1D ．加速质子、氦核时交流电的周期之比为1∶24.(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 在磁场中运动的时间比b 的短C ．a 在磁场中运动的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近5.(多选)如图所示，以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，∠A ＝60°，AO ＝a .在O 点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q m ，发射速度大小都为v 0，且满足v 0＝qBa m ，发射方向由图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是( )A ．粒子有可能打到A 点B ．在AC 边界上只有一半区域有粒子射出C ．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短D ．以θ＜30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等6．(多选)(2019·沈阳期中)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABCD ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以不同大小的速度v 沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中的运动情况，下列说法中正确的是( )A ．入射速度越大的电子，其运动时间越长B ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等D ．从AC 边出射的电子的运动时间不相等7．(2019·广东省博罗中学高二模拟)如图是荷质比不同的电荷a 、b 两粒子以相同速率从O 点沿OA 方向进入正三角形区域垂直纸面向里的匀强磁场的运动轨迹，则( )A ．a 、b 都带负电B ．a 所带电荷量比b 多C ．a 的荷质比比b 的小D ．a 在磁场中的运动时间比b 的长8.(多选)如图所示，一个质量为m 、电荷量为e 的粒子从容器A 下方的小孔S ，无初速度地飘入电势差为U 的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片M 上．下列说法正确的是( )A ．粒子进入磁场时的速率v ＝2eUmB ．粒子在磁场中运动的时间t ＝2πmeBC ．粒子在磁场中运动的轨道半径r ＝1B2mUeD ．若容器A 中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置9.如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场．在x ≥0区域，磁感应强度的大小为B 0；x ＜0区域，磁感应强度的大小为λB 0(常数λ＞1)．一质量为m 、电荷量为q (q ＞0)的带电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时，求：(不计重力)(1)粒子运动的时间； (2)粒子与O 点间的距离．10.如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点O ，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ＝30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围；(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．参考答案1．(多选)如图所示，分界线MN 上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B 1和B 2，一质量为m ，电荷为q 的带电粒子(不计重力)从O 点出发以一定的初速度v 0沿纸面垂直MN 向上射出，经时间t 又回到出发点O ，形成了图示心形图案，则( )B ．粒子一定带正电荷 B ．MN 上下两侧的磁场方向相同C ．MN 上下两侧的磁感应强度的大小B 1∶B 2＝1∶2D ．时间t ＝2πmqB 2【答案】：BD【解析】：无法确定磁场方向和绕行方向，不能判定电荷的正负，A 选项错误；粒子越过磁场的分界线MN 时，洛伦兹力的方向没有变，根据左手定则可知磁场方向相同，B 选项正确；根据几何关系可知，上部分圆弧半径与下部分圆弧半径之比r 1∶r 2＝1∶2，根据洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m v 2r ，解得B ＝mvqr ，B 1∶B 2＝r 2∶r 1＝2∶1，C 选项错误；周期T ＝2πm qB ，带电粒子运动的时间t ＝T 1＋T 22＝2πm qB 1＋πm qB 2，解得t ＝2πmqB 2，D 选项正确．2．(多选)(2019·豫南九校联考)在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a 、高为b 的长方形，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x 轴正方向、大小为I 的电流，已知金属导体单位体积的自由电子数为n ，电子电荷量为e ，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U ，则下列说法正确的是( )A ．电流方向沿x 轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高B ．电流方向沿x 轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此后侧面电势较高C ．磁感应强度的大小为B ＝nebUI D ．磁感应强度的大小为B ＝2nebUI【答案】：BC【解析】：金属导体中有自由电子，当电流形成时，金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动．在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子，由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力沿z 轴正方向，自由电子向前侧面偏转，故后侧面电势较高，A 选项错误，B 选项正确；设自由电子匀速运动的速度为v ，则由电流的微观表达式有I ＝neabv ，金属导体前后两个侧面的电场强度E ＝Ua ，达到稳定状态时，自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡，则有evB ＝eE ，解得磁感应强度的大小为B ＝nebUI，C 选项正确，D 选项错误．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交流电极相连接的两个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的匀强磁场中，如图所示．在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子(11H)和氦核(42He)加速，则下列说法中正确的是( )A ．质子与氦核所能达到的最大速度之比为1∶2B ．质子与氦核所能达到的最大速度之比为2∶1C ．加速质子、氦核时交流电的周期之比为2∶1D ．加速质子、氦核时交流电的周期之比为1∶2 【答案】：BD【解析】：洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m v 2r ，得r ＝mv qB ，质子和氦核运动的最大半径相等，最大速度之比 v 1v 2＝q 1m 1∶q 2m 2＝2∶1，A 选项错误，B 选项正确；粒子运动的周期T ＝2πm qB ，加速质子、氦核时交流电的周期之比T 1T 2＝m 1q 1∶m 2q 2＝1∶2，C 选项错误，D 选项正确．4.(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 在磁场中运动的时间比b 的短C ．a 在磁场中运动的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近【答案】 AD【解析】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、电荷量相同，因初速度大小也相同，由qvB ＝m v 2r 可知，它们做圆周运动的半径相同，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，选项C 错误；由t ＝lv 可知，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，选项D 正确．5.(多选)如图所示，以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，∠A ＝60°，AO ＝a .在O 点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q m ，发射速度大小都为v 0，且满足v 0＝qBa m ，发射方向由图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是( )A ．粒子有可能打到A 点B ．在AC 边界上只有一半区域有粒子射出C ．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短D ．以θ＜30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等【答案】：AB【解析】：根据洛伦兹力提供向心力得，Bqv 0＝m v 20R ，可知粒子的运动半径R ＝a ，当θ＝60°入射时，粒子恰好从A点飞出，A 选项正确；当θ＝0°飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从AC 中点飞出，因此在AC 边界上只有一半区域有粒子射出，B 选项正确；当θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间恰好是T 6，是在磁场中运动时间最长，C 选项错误；当θ＝0°飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从AC 中点飞出，在磁场中运动时间也恰好是T6，θ从0°到60°在磁场中运动时间先减小后增大，D 选项错误．6．(多选)(2019·沈阳期中)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABCD ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以不同大小的速度v 沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中的运动情况，下列说法中正确的是( )A ．入射速度越大的电子，其运动时间越长B ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等D ．从AC 边出射的电子的运动时间不相等【答案】：CD【解析】：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据对称性可知，从AB 边出射的电子轨迹对应的圆心角相等，运动时间相等，A 选项错误，C 选项正确；从AC 边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等，B 选项错误，D 选项正确．7．(2019·广东省博罗中学高二模拟)如图是荷质比不同的电荷a 、b 两粒子以相同速率从O 点沿OA 方向进入正三角形区域垂直纸面向里的匀强磁场的运动轨迹，则( )A ．a 、b 都带负电B ．a 所带电荷量比b 多C ．a 的荷质比比b 的小D ．a 在磁场中的运动时间比b 的长【答案】：C【解析】：分析a 、b 电荷的受力情况，根据左手定则可知，a 、b 电荷带正电，A 选项错误；洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m v 2r ，解得轨迹半径r ＝mvqB ，a 的半径大，则a 的荷质比比b 的小，B 选项错误，C 选项正确；电荷在磁场中运动时间t ＝θmqB，b 对应的圆心角大，则b 在磁场中运动的时间长，D 选项错误．8.(多选)如图所示，一个质量为m 、电荷量为e 的粒子从容器A 下方的小孔S ，无初速度地飘入电势差为U 的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片M 上．下列说法正确的是( )B ．粒子进入磁场时的速率v ＝2eUmB ．粒子在磁场中运动的时间t ＝2πmeBC ．粒子在磁场中运动的轨道半径r ＝1B2mUeD ．若容器A 中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置【答案】：AC【解析】：带电粒子在电场中做加速运动，根据动能定理得，eU ＝12mv 2.解得粒子进入磁场时的速率v ＝2eUm，A 选项正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：evB ＝m v 2r ，解得r ＝ mv Be ＝1B2mU e .周期T ＝ 2πrv＝2πm Be ，粒子在磁场中运动的时间t ＝ T 2＝πmBe，B 选项错误，C 选项正确；若容器A 中的粒子有初速度v 0，根据动能定理，eU ＝12mv ′2－12mv 20，解得粒子进入磁场时的速率v ′＝2eU m ＋v 20.粒子在磁场中做匀速圆周运动，ev ′B ＝m v ′2r ′，解得，r ′＝mv Be ＝ m Be2eUm＋ v 20 > r ．即若容器A 中的粒子有初速度，则粒子打在照相底片上的不同的位置，D 选项错误．9.如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场．在x ≥0区域，磁感应强度的大小为B 0；x ＜0区域，磁感应强度的大小为λB 0(常数λ＞1)．一质量为m 、电荷量为q (q ＞0)的带电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时，求：(不计重力)(1)粒子运动的时间； (2)粒子与O 点间的距离．【答案】：(1)0(1)mqB λπλ+ (2) 002(1)mv qB λλ-【解析】：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．设在x ≥0区域，粒子做匀速圆周运动的半径为R 1，周期为T 则 qv 0B 0＝mv 20R 1①T 1＝2πR 1v 0②由①②可得T 1＝2πmqB 0③设在x <0区域，粒子做匀速圆周运动的半径为R 2，周期为T 2则 qv 0λB 0＝mv 20R 2④T 2＝2πR 2v 0⑤由④⑤可得T 2＝2πmλqB 0⑥粒子运动的轨迹如图所示，在两磁场中运动的时间分别为二分之一周期故运动时间为 t ＝12T 1＋12T 2⑦ 由③⑥⑦可得t ＝(1)mqB λπλ+.⑧(2)如图所示，粒子与O 点间的距离为在两磁场中圆周运动的直径之差，即距离为 d ＝2R 1－2R 2⑨ 由①④可得R 1＝mv 0qB 0⑩R 2＝mv 0λqB 0⑪由⑨⑩⑪可得d ＝2(1)mv qB λλ-.10.如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点O ，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad 边夹角θ＝30°、大小为v 0的带正电粒子，已知粒子质量为m ，电量为q ，ad 边长为L ，ab 边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab 边上射出磁场的v 0大小范围；(2)如果带电粒子不受上述v 0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．【答案】：(1)qBL 3m <v 0≤qBL m (2)5πm 3qB【解析】：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，当其轨迹恰好与ab 边相切时，刚好不能从ab 边射出磁场，轨迹半径最小，对应的速度最小．当其轨迹恰好与cd 边相切时，轨迹半径最大，对应的速度最大，画出轨迹如图所示：11当粒子速度较小时，qv 1B ＝m v 21R 1，根据几何关系得，R 1＋R 1sin θ＝L 2，联立解得v 1＝qBL 3m；同理，粒子速度较大时，R 2－R 2sin θ＝L 2，解得v 2＝qBL m. 粒子能从ab 边上射出磁场的v 0应满足qBL 3m <v 0≤qBL m. (2)粒子轨迹所对圆心角最大时，在磁场中运动的最长时间．当其轨迹恰好与ab 边相切或轨迹更小时，时间最长，圆心角为α＝2π－2θ＝53π，最长时间为t ＝5πm 3qB.。

3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(答案含解析)—人教版高中物理选修3-1 同步训练

D．图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 S3 说明粒子的比荷越小
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9．(本题 3 分)质谱仪是分离和检测同位素的仪器，其示意图如图所示。一质量为 m、带电量为 q 的粒子从粒子源 S 射出时速度很小（可视为零），该粒子经电压为 U 的加速电场加速后，以速度 v 垂直进入磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，在磁场中做圆周运动的直径为 D。若该粒子的重力不计，下列说法正确的是（）
A．小球在水平方向的运动一定是匀速直线运动
B．小球可能带正电，也可能带负电
C．若小球从 B 点由静止滑下，进入场区后也可以做匀速运动
D．若小球从 B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏
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12．(本题 4 分)如图所示，一个带电粒子从 y 轴上的 a 点沿 xOy 平面且与 y 轴成 45 角的方向进入 xOy 平面内，粒子经过垂直于 xOy 平面的圆形匀强磁场区域后从 x 轴上的 b 点射出，射出方向与 x 轴成 75
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则该有界磁场区域的宽度 d = Um
qB2
三、解答题(共 54 分) 15．(本题 9 分)如图所示，荷质比 q = 0.125C / kg 的带负电粒子自静止开始释放，经 M、N 板间的电
m
场加速后，从 A 点垂直于磁场边界射入宽度为 d = 15m 的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置 P
1 / 35
内，且散开在与 PC 夹角为 θ 的范围内。则在屏 MN 上被粒子打中的区域的长度为（）
2mv(1− cos )
2mv cos
A．
B．
qB
qB
2mv
2mv(1− sin )
C．
D．

人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习

人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共9题；共19分)1. （2分） (2017高二上·南昌期末) 如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出（）A . 带电粒子带正电，是从B点射入的B . 带电粒子带负电，是从B点射入的C . 带电粒子带负电，是从A点射入的D . 带电粒子带正电，是从A点射入的【考点】2. （2分） (2019高三上·浙江期末) 如图所示，竖直平面内粗糙绝缘细杆（下）与直导线（上）水平平行固定，导线足够长。

已知导线中的电流水平向右，大小为I，有一带电荷量为+q，质量为m的小球套在细杆上（小球中空部分尺寸略大于直导线直径），若给小球一水平向右的初速度v0 ，空气阻力不计，那么下列说法错误的是（）A . 小球可能做匀速直线运动B . 小球可能做匀减速直线运动C . 小球最终可能停止D . 电流Ⅰ越大，小球最终的速度可能越小【考点】3. （2分）回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图。

下列说法正确的是（）A . 粒子在磁场中做匀速圆周运动B . 粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少C . 粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比D . 粒子的运动周期和运动速率成正比【考点】4. （2分）(2016·四川) 如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。

一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb ，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc ，不计粒子重力。

则（）A . vb:vc=1:2，tb:tc=2:1B . vb:vc=2:2，tb:tc=1:2C . vb:vc=2:1，tb:tc=2:1D . vb:vc=1:2，tb:tc=1:2【考点】5. （2分） (2018高二上·休宁期末) 如图，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知（）A . 不能确定粒子通过y轴时的位置B . 不能确定粒子速度的大小C . 不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D . 以上三个判断都不对【考点】6. （2分）如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB=1200 ，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（）A . 2πr/3v0B . 2πr/3v0C . πr/3v0D . πr/3v0【考点】7. （2分） (2015高二上·泰州期末) 长直螺线管中通有电流，沿螺线管中心轴线射入一电子，若螺线管中电流增大，方向不变，电子在螺线管中心轴线上运动情况是（）A . 做匀速直线运动B . 做变加速直线运动C . 做变减速直线运动D . 做间距变大的螺旋运动【考点】8. （3分） (2018高二上·凌源期末) 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分別与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，如图所示．要增大带电粒子射出吋的速度，则下列做法中正确的是（）A . 增大狭缝的距离B . 增大加速电场的电场强度C . 增大D形金属盒的半径D . 增大匀强磁场的磁感应强度【考点】9. （2分）下列哪种力是洛伦兹力（）A . 电荷间的相互作用B . 电场对电荷的作用力C . 磁铁对小磁针的作用力D . 磁场对运动电荷的作用力【考点】二、多选题 (共3题；共9分)10. （3分） (2019高二下·扬州开学考) 如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板长和宽分别为a和b，这两个电极与可变电阻R 相连。

高二物理同步训练：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》(新人教版选修3-1).pptx

图 3－6－24 直的速度 v 从 P 处沿 PQ 方向进入长为 d、宽为 h 的匀强磁场区域，从 N 处离开磁场，若电子质量为 m，带电荷量为 e，磁感应强度为 B，则( ) A．电子在磁场中运动的时间 t＝d/v B．电子在磁场中运动的时间 t＝h/v C．洛伦兹力对电子做的功为 Bevh D．电子在 N 处的速度大小也是 v 解析：选 D.洛伦兹力不做功，所以电子在 N 处速度大小也为 v，D 正确、C 错，电子在磁场中的运动时间 t＝弧v长≠vd≠hv，A、B 均错． 3.
射孔．现有一束比荷为mq ＝2×1011 C/kg 的正离子，以不同角度 α 入射，最后有不同速度的
离子束射出．其中入射角 α＝30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度 v 大小是
() A ．4×105 m/s
B．2×105 m/s
C．4×106 m/s
D．2×106 m/s
答案：C
6.
图 3－6－28
如图 3－6－28 所示，有界匀强磁场边界线 SP∥MN，速率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 v1 与 MN 垂直；穿过 b 点的粒子速度 v2
与 MN 成 60°角，设二粒子从S 到 a、b 所需时间分别为 t1 和 t2，则 t1∶t2 为(重力不计)( )
(3)带电粒子飞出电场时的动能 Ek.
解析：(1)轨迹如图
(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有
qvB＝mvR2
R＝mqBv
＝36.2.4××1100－－1297××24××1100－43 m
＝0.4 m
1 (3)Ek＝EqL＋2mv2＝40×3.2×10－19×0.2
J

人教版高二物理选修3-1 第3章《磁场》3.6带电粒子在匀强磁场中的运动同步测试(含答案)

带电粒子在磁场中运动1．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出．（忽略质子在电场中运动的时间，其最大速度远小于光速）求：（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；（2）设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增量，加速到上述能量所需回旋周数是多少；（3）加速到上述能量所需时间为多少．2.如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是，穿透磁场的时间是。

3. 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。

正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v 射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？4. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。

求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。

5.如图所示，在POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场，已知OA＝s，∠POQ=450，负离子的质量为m，带电荷量的绝对值为q，要使负离子不从OP边射出，负离子进入磁场时的速度最大不能超过。

6．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间.（粒子所受重力不计）7．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )A.2πr3v0B.23πr3v0C.πr3v0D.3πr3v08.在如图所示的平面直角坐标系xoy中，有一个圆形区域的匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂直于xoy平面，O点为该圆形区域边界上的一点。

高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动练习新人教选修31

【成才之路】2021版高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动练习新人教版选修3-1基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(重庆一中2021～2021学年高二上学期期末)关于重力不计的带电粒子的运动的描述中，正确的是( )A ．只在电场(E ≠0)中，带电粒子可以静止B ．只在电场(E ≠0)中，带电粒子可以做匀速圆周运动C ．只在匀强磁场(B ≠0)中，带电粒子可以匀变速曲线运动D ．只在匀强磁场(B ≠0)中，带电粒子可能做匀变速直线运动答案：B解析：在电场中，只受电场力，弗成能处于平衡状态，故A 错误；只在电场中，受电场力，当电场力提供向心力时，会做匀速圆周运动，(例：电子围绕原子核运动)，故B 正确；带电粒子做匀变速运动时，加速度恒定，即受的合外力恒定，而只在匀强磁场中时，洛伦兹力弗成能恒定，故C 、D 错误。

2．(大连市普通高中2021～2021学年高二上学期期末)速率相同的电子垂直磁场标的目的进入四个分歧的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是( )答案：D解析：由qvB ＝m v 2r 得r ＝mvqB，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D 正确。

3．(辽宁省实验中学2021～2021学年高二上学期测试)一个带电粒子，沿垂直于磁场的标的目的射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧。

由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)。

从图中可以确定( )A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从b 到a ，带正电C ．粒子从a 到b ，带负电D ．粒子从b 到a ，带负电答案：B解析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，按照粒子在磁场中运动的半径公式r ＝mvBq可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动标的目的是从b 到a ，再按照左手定则可知，粒子带正电，所以B 正确。

4．(银川一中2021～2021学年高二上学期期末)如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a 、b 、c ，以分歧的速率对准圆心O 沿着AO 标的目的射入磁场，其运动轨迹如图。

专题3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动课时同步练2019-2020学年高二物理人教版(选修3-1)(解析版)

第三章磁场第6节带电粒子在匀强磁场中的运动1．电磁流量计的管道内没有任何阻碍流体流动的结构，所以常用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。

它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。

如图所示，当管中的导电液体以相同的流速流过磁场区域时，管的直径d ，磁感应强度为B ，若管中液体的流量为q ，则MN 两点间的电势差为A ．πqB dB ．2qBdπ C ．4qBdπ D ．2qBdπ 【答案】C【解析】导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，则有：Uq q vB d'='，解得：U=Bdv ，其中流速为：q v S =，S =πR 2，12R d =，代入解得：4Bq U dπ=，选项C 正确。

2．如图所示，在x 轴上方有一完整的圆形匀强磁场区（未画出）。

其圆心位于＋y 轴上，磁场方向垂直纸面向外，一质量为m 、带电荷量为q （q ＞0）的粒子（不计重力），从原点以速度v 0沿y 轴正方向射出，粒子最终经过x 轴上的N 点，其坐标为x =d ，粒子经过该点的速度方向与x 轴的夹角θ=30°，则A ．穿过圆形磁场区域的磁通量与粒子做圆周运动的半径成正比B ．粒子穿过圆形磁场区域转过的圆心角为60° C0 D ．圆形磁场区域的磁感应强度的最小值3mv qd【答案】D【解析】设匀强磁场区域半径为R ，根据22R BS R B πΦ==∝，则A 错误；由几何关系可知，粒子穿过圆形磁场区域转过的圆心角为120°，选项B 错误；粒子沿半径射入磁场，必沿另一半径射出磁场，根据洛伦兹力提供向心力有2v qvB mr＝得mvr qB＝，磁感应强度B 最小时，粒子轨道半径r 最大，由2mT qBπ=可知，粒子周期最大；粒子轨道半径最大时磁场与边界Ox 相切，设磁场区域的半径为R ，则tan30R d =，粒子的轨道半径为1tan 303r R d ==，代入半径mv r qB ＝可得0min 3mv B qd =；此时粒子在磁场中运动的最长时间为max min 012012m 236039dt T qB v ππ==⋅=，选项C 错误，D 正确。

高中物理人教版选修3-1+3.6带电粒子在匀强磁场中的运动+同步练习

6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习1、两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是（）A．两粒子的速度大小一定相同B．两粒子的质量一定相同C．两粒子的运动周期一定相同D．两粒子所带电荷种类一定相同2、在回旋加速器中，下列说法不正确的是（）A．电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋B．电场和磁场同时用来加速带电粒子C．在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大, 同一带电粒子获得的动能越大D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关3、如图所示，a和b是从A 点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知r a=2r b，则由此可知（）A．两粒子均带正电，质量比m a/m b=4B．两粒子均带负电，质量比m a/m b=4C．两粒子均带正电，质量比m a/m b=1/4D．两粒子均带负电，质量比m a/m b=1/44、初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出。

直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（）A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变5、质子（11P）和α粒子（42He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是 ( )A．R p:Rα=1:2, T p:Tα=1:2B．R p:Rα=2:1, T p:Tα=1:2C．R p:Rα=1:2, T p:Tα=2:1D．R p: Rα=1:4, T p:Tα=1:4精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

读沙漠，读出了它坦荡豪放的胸怀；读太阳，读出了它普照万物的无私；读春雨，读出了它润物无声的柔情。

读大海，读出了它气势磅礴的豪情。

读石灰，读出了它粉身碎骨不变色的清白。

2019-2020年高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习新人教版选修3-1

2019-2020年高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习新人教版选修3-11.如图是科学史上一张著名的实验照片示意图,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。

云室旋转在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里。

云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。

分析此径迹可知粒子()A.带正电,由下往上运动B.带正电,由上往下运动C.带负电,由上往下运动D.带负电,由下往上运动解析:粒子穿过金属板后,速度变小,由半径公式r=可知,半径变小,粒子运动方向为由下向上;又由于洛伦兹力的方向指向圆心,由左手定则,粒子带正电。

选A。

答案:A2.如图所示,在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速率与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()A.1∶2B.2∶1C.1∶D.1∶1解析:由T=可知,正、负电子的运动周期相同,故所用时间之比等于轨迹对应的圆心角之比。

作出正、负电子运动轨迹如图所示,由几何知识可得,正电子运动的圆心角等于120°,负电子运动的圆心角等于60°,而电荷在磁场中的运动时间t=T,所以t正∶t负=θ正∶θ负=2∶1,选项B正确。

答案:B3.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。

一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点射入,这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子,不计重力。

下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越小解析:根据带电粒子在磁场中运动的周期T=可知,两种粒子在磁场中的运动周期相同,若速度不同的粒子在磁场中转过的圆心角相同,轨迹可以不同,但运动时间相同;由半径公式r=可知,入射速度相同的粒子的运动轨迹相同,粒子在磁场中运动的时间t=T,即由轨迹所对的圆心角决定,选项B正确。

人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习(4)

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习1．如图所示，水平导线中有稳恒电流I 通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将：A ．沿路径a 运动，轨迹是圆；B ．沿路径a 运动，曲率半径变小；C ．沿路径a 运动，曲率半径变大；D ．沿路径b 运动，曲率半径变小．答：解析：电子射入通电导线I 的非匀强磁场中，由左手定则判定将向下偏转，偏转的曲率半径qB mv r =，随B 的减小而变大． 2．质子和α粒子分别经电压2000V 和4000V 加速后，进入同一匀强磁场作匀速圆周运动，则它们的周期比是：A ．2:1B ．1:1C ．1:2D ．4:1答：A ．解析：带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的周期qBm T π2=，在同一磁场中只与粒子的荷质比有关：2122==Bq m qB m T T a a pa pππ． 3．在半径为r 的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从A 沿半径方向入射，并从C 点射出，如图所示（O 为圆心）．已知︒=∠120AOC ．若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用．则粒子在磁场中运行的时间：A ．v r 3/2πB ．v 3/32πC ．v r 3/πD ．v r 3/3π答：D ．解析：首先找出粒子作圆周运动的圆心O ，对应的圆心角为︒60，设该粒子圆周运动的周期为T ，半径为R ，则：r rtg R 330=︒=．vr v R T t 3326161ππ=⋅==． 4．如图所示，在直线M 的上方区域中有匀强磁场，磁感应强度为B ．一个带电粒子以与磁场垂直的速度从a 点进人磁场，从b 点离开磁场．已知粒子的电荷量为q ，质量为m ，在a 点速度与MN 的夹角为A ．粒子带正电，它在磁场中运动的时间是2m ／BqB ．粒子带正电，它在磁场中运动的时间是2m （π一）／BqC ．粒子带负电，它在磁场中运动的时间是 2m ／BqD ．粒子带负电，它在磁场中运动的时间是2m （π一）／Bq答：B5．如图所示，MN 两侧有磁感应强度为1B 和2B 的匀强磁场，且213B B =，有一带电粒子以速度v ，从两个磁场的交界处垂直进入磁场1B ，并在其中做匀速圆周运动，当粒子进入磁场2B 后，粒子： A ．仍做匀速圆周运动，但周期变为原来的3倍．B ．仍做匀速圆周运动，其轨道半径不变，但速率减为原来的1/3．C ．仍做匀速圆周运动，其速率不变，但轨道半径变为原来的3倍．D ．仍做匀速圆周运动，其运动周期和轨道半径都减小为原来的1/3．答：C ．解析：带电粒子在磁场中匀速圆周运动，周期qB m T π2=，半径qB mv r =，则，在1B 磁场中：111qB mv r =，112qB m T π= 在2B 磁场中：222qB mv r =，222qB m T π= 而洛伦兹力时刻与速度垂直，只改变速度方向不改变速度大小，有：21v v =，又213B B =3:1:21=T T ，3:121==r r所以粒子进入2B 后，仍做圆周运动，其速度不变，其周期和轨道半径都变为原来的3倍．6．一束带电量为+q 、质量为m 的粒子在磁感应强度为 B 的× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × M NB 1 B 2匀强磁场中，以初速度υ0垂直于磁场自A 点开始运动，如图所示，经时间t ，粒子通过C 点，连线AC 与υ0间夹角θ等于。

2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习

2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共9题；共20分)1. （2分） (2020高二上·齐齐哈尔期末) 如图5所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2 ，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（）A .B .C .D .2. （2分） (2018高一下·长清期末) 如图所示，带箭头的线表示某一电场线。

在电场力的作用下，一带负电的粒子（不计重力）经点飞向点，径迹如图中虚线所示，、两点相比，下列说法正确的是（）A . 粒子在点的加速度大B . 点电势较高C . 粒子在点动能大D . 粒子在点的电势能较高3. （2分）关于回旋加速器加速带电粒子使其所获得的能量，下列说法正确的是（）①与加速器的半径有关，半径越大，能量越大②与加速器的磁场有关，磁感应强度越大，能量越大③与加速器的电场有关，电场强度越大，能量越大④与带电粒子的质量、电量均有关，质量和电量越大，能量越大．A . ①②B . ①③C . ①②④D . ①②③④4. （2分） (2019高二上·武邑月考) 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 . 1445. （2分） (2015高二上·沙河期末) 在如图所示的四幅图中，标明了带正电的粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v运动时所受洛伦兹力F的方向，其中正确的是（）A .B .C .D .6. （2分） (2017高三上·清城期末) 如图所示，在一平面正方形MNPQ区域内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从Q点沿着与边QP夹角为30°的方向垂直进入磁场，从QP边界射出．已知QP边长为a，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A . 该粒子带正电B . 运动过程中粒子的速度不变C . 粒子在磁场中运动的时间为D . 粒子的速度v的最大值为7. （2分） (2017高二下·上饶期中) 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以判定（）A . 该核发生的是α衰变B . 该核发生的是β衰变C . a表示反冲核的运动轨迹D . 磁场方向一定垂直纸面向里8. （3分）回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（）A . 若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大B . 若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短C . 若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子D . 质子第n次被加速前后的轨道半径之比为（n﹣1）：n9. （3分） (2018高二下·玉溪期末) 如图1所示，一个带正电的物块m ，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失，现在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，如图2，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下.后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，如图3，再次让物块从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则下列说法中正确的是（）A . D′点一定在D点左侧B . D′点一定与D点重合C . D″点一定在D点右侧D . D″点一定与D点重合二、多选题 (共3题；共9分)10. （3分） (2019高二上·邢台月考) 如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体(带有等量正、负离子的高速离子流)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度为v，两金属板间距离d，板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R.当发电机稳定发电时电动势为E，电流为I，则下列说法正确的是（）A . A板为发电机的正极B . 其他条件一定时，v越大，发电机的电动势E越大C . 其他条件一定时，S越大，发电机的电动势E越大D . 板间等离子体的电阻率为11. （3分） (2017高二上·池州期末) 如图所示电路中，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动．要使油滴向上运动，可采用的方法是（）A . 只把电阻R1阻值调大B . 只把电阻R2阻值调大C . 只把电阻R3阻值调大D . 只把电阻R4阻值调大12. （3分） (2016高二上·广平期中) 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a，b，c三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及a，b，c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（）A . 进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B . 进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕C . a，b，c三条质谱线依次排列的顺序是氕，氘、氚D . a，b，c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕三、解答题 (共3题；共35分)13. （10分）(2016·深圳模拟) 如图所示，在光滑绝缘的水平面内，对角线AC将边长为L的正方形分成ABC和ADC两个区域，ABC区域有垂直于水平面的匀强磁场，ADC区域有平行于DC并由C指向D的匀强电场．质量为m、带电量为+q的粒子从A点沿AB方向以v的速度射入磁场区域，从对角线AC的中点O进入电场区域．（1）判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小．（2）讨论电场强度E在不同取值时，带电粒子在电场中运动的时间t．14. （10分）对于同一物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质，一段横截面积为s ，长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子量为e ，该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v ．（1）证明导线中的电流I=nevs（2）将该导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流方向垂直于磁场方向，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，证明F安=F．15. （15分）(2017·包头模拟) 如图所示，xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系，虚线MN是∠xOy的角平分线．在MN的左侧区域，存在着沿x轴负方向、场强为E的匀强电场；在MN的右侧区域，存在着方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场．现有一带负电的小球a从y轴上的P（0，l）点，在电场力作用下由静止开始运动，a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞，碰后两小球粘合在一起进入磁场，它们穿出磁场的位置恰好在O点．若a、b两小球的质量相等且均可视为质点，a、b碰撞过程中无电荷量损失．求：（1）a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小．（2）a球的比荷k（即电荷量与质量之比）．（3）过O点后，粘在一起的两个小球再次到达虚线MN上的位置坐标（结果用E、B、l表示）．参考答案一、选择题 (共9题；共20分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、二、多选题 (共3题；共9分)10-1、11-1、12-1、三、解答题 (共3题；共35分)13-1、13-2、14-1、14-2、15-1、15-2、15-3、。

高中物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动》状元培优同步训练题(人教版附答案)

2019-2020学年高中物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动》状元培优同步训练题（人教版附答案）一、选择题1、两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动( )A．若速率相等，则半径必相等 B．若质量相等，则周期必相等C．若动能相等，则周期必相等D．若质量相等，则半径必相等2、如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将( )A、向上偏转；B、向下偏转；C、向纸外偏转；D、向纸里偏转．3、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比（）A. 1：2B. 2：1C. 1：D. 1：14、质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是A．M带正电，N带负电 B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间5、如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速度为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则为（）A. B. C. D.6、三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示．规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列i﹣t图象中正确的是（）A．B．C．D．7、图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）A．向上 B．向下 C．向左 D．向右8、如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是（）A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流 B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C．始终有从b到a的电流 D．始终没有电流产生二、多项选择9、垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( )10、两个粒子、带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动（）A、若大小相等，则半径必相等B、若相等，则周期必相等C、若大小相等，则半径必相等D、若相等，则周期必相等11、某电子以固定的正点电荷为圆心在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正点电荷的电场力是洛伦兹力的4倍．若电子电荷量为e、质量为m，磁感应强度为B，不计重力，则电子运动的角速度可能是（）A． B． C． D．12、如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（）A．微粒一定带负电 B．微粒动能一定减小C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加三、填空题13、已知氕（H）、氘（H）、氚（H）三个带电粒子，它们以相同的速度垂直射入同一匀强磁场中，做匀速圆周运动。