江苏省赣榆高级中学2018-2019学年度高二物理人教版选修3-1 带电粒子在磁场中的运动专题检测(含答案)

江苏省赣榆高级中学2018-2019学年度高二物理

人教版选修3-1 带电粒子在磁场中的运动专题检测

1、一个电子以一定初速度进入一匀强场区（只有电场或只有磁场不计其他作用）并保持匀速率运动，下列说法正确的是（）

A．电子速率不变，说明不受场力作用

B．电子速率不变，不可能是进入电场

C．电子可能是进入电场，且在等势面上运动

D．电子一定是进入磁场，且做的圆周运动

2、如图下所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上，杆倾角为θ，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在a点时动能为100J，到C点动能为零，而b点恰为a、c的中点，在此运动过程中（）

A．小球经b点时动能为50J

B．小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量

C．小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等

D．小球到C点后可能沿杆向上运动。

3、如下图所示，正交的电磁场区域中，有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子，电量分别为q a、q b.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线穿过电磁场区，则（）

A．它们带负电，且q a＞q b. B．它们带负带电，q a＜q b.

C．它们带正电，且q a＞q b. D．它们带正电，且q a＜q b.

4、如下图所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴A、B、C带有等量的同种电荷，A静止，B向右匀速运动，C向左匀速运动，它们的质量关系是（）

A．C最大 B．B最大 C．A最大 D．一样大

5、如下图所示，甲、乙、丙三图均为电子绕同样正电荷做匀速圆周运动，轨道半径相等，甲图中有垂直轨道平面向上的均强磁场，乙图中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，甲、乙图中的磁感强度的大小相同，丙图中无磁场，设三种情况下电子运动的周期分别为T1、T2、

T3，则以下关系可能正确的是（）

A．T1＞T3＞2B．T1＜T2＜T3C．T1=T2＞T3D．T1＞T2=T3

6、一不重力的带电粒子垂直射入自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻碍作用，其运动轨迹恰为一段圆弧，则从上图所示中可以判断（）

A．粒子从A点射入，速率逐渐减小B．粒子从B点射入，速率逐渐增大

C．粒子从B点射入，速率逐渐减小 D．粒子从B点射入，速率逐渐增大

7、α粒子和氘核以相同的初动能自同一点垂直射入匀强磁场，在磁场中α粒子和氘核运动半径之比为_________，周期之比为_________。

8、质量为0.1kg、带电量为2.5×10—8C的质点，置于水平的匀强磁场中，磁感强度的方向为南指向北，大小为0.65T.为保持此质量不下落，必须使它沿水平面运动，它的速度方向为_____________，大小为______________。

9、如下图所示，水平放置的平行金属板A带正电，B带负电，A、B间距离为d.匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里.今有一带电粒子在A、B间竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动.则带电粒子转动方向为_________时针方向，速率υ=_________.

10、如下图所示，虚线围成的圆形区域内有匀强磁场，质量为m、长度为l的金属杆ab可绕过磁场中心的a轴在竖直平面内转动，杆的b端有质量为M的金属球。接通开关，回路总电阻为6Ω，杆与水平线夹300角时静止。回路总电阻变为多少时杆与水平线夹600角静止？

11、如下图所示，套在足够长的固定绝缘直棒上的小球，质量为10—4kg，带有4×10—4C的正电，小球可沿棒滑动，动摩擦因数为0.2。把此棒竖直地放在互相垂直且境外沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为10N/C，磁感强度为0.5T。求小球由静止释放后下落过程中的最大加速度和最大速度（g取10m/s2）。

12、汤姆生用来测定电子的荷质比（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如下图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A’中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P’间的区域，当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点，加上偏转电压U后，亮点偏转到O’，O’与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计。此时，在P和P’间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2。

（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小。

（2）推导出电子的荷质比的表达式。

[参考答案]

1、C

2、BD

3、D

4、A

5、AC

6、A

7、1 ：，1 ：1

8、向右，6×104m/s

9、顺，BRg/E

10、R=6 Ω

11、a m=2m/s2，υm=5m/s

12、解析：（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v，则

得即

（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后在竖直方向做匀加速运动，加速度为

电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间为

电子在电场中，竖直向上偏转的距离为

离开电场时竖直向上的分速度为

电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏

t2时间内向上运动的距离为

电子向上总偏转的距离为

可解得

注：1－9题每题6分，计54分，10、11题每题12分，第12题22分。