人教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 安培力与洛伦兹力3 带电粒子在匀强磁场中的运动完美版ppt课件

人教版高中物理选择性必修二

《带电粒子在匀强磁场中的运动》同步练习

一、判断题

1.带电粒子在磁场中一定做匀速圆周运动。(　　)

2.带电粒子在磁场中运动的速度越大,则周期越大。(　　)

3.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径与粒子的质量和速度无关。(　　)

二、单选题

1. 两个粒子,带电荷量相等,在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而做匀速圆周运动,则(　　)

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,则半径必相等

D.若动能相等,则周期必相等

2. 如图所示,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将(　　)

A.沿路径a运动,轨迹是圆

B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大

C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小

D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小

3. 在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动,如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场,则(　　)

A.粒子的速率变为原来的2倍,周期变为原来的

B.粒子速率不变,轨道半径变为原来的

C.粒子的速率变为原来的,轨道半径变为原来的

D.粒子速率不变,周期不变

4. 如图甲所示,直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场,经t1时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,则t1∶t2为(　　)。

　A.2∶3   B.3∶1   C.3∶2   D.2∶1

5.如图 17 所示，在 x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场。一

个不计重力的带电粒子从坐标原点 O 处以速度 v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x 轴正方向成 120°角，若粒子穿过 y 轴正半轴后在磁场中到 x 轴的最大距离为 a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ）

三、多选题

6 .(多选)如图所示,两个匀强磁场的方向相同,磁感应强度分别为B1、B2,虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中,其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线,以下说法正确的是(　　)

A.电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P

B.电子运动一周回到P点所用的时间T=

C.B1=4B2

D.B1=2B2

7. (多选)两个带等量异种电荷的粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝∶1

C．两粒子的质量之比ma∶mb＝1∶2

D．两粒子的质量之比ma∶mb＝2∶1

8.(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷的电场力恰好是洛伦兹力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是（     ）

A.　　 B.　　　C.　　 D.

9. (多选)如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息,可以确定(　　)。

A.粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电

B.粒子1和粒子3的比荷之比为2∶1

C.粒子1和粒子3在磁场中运动的时间之比为4∶1

D.粒子3的射出位置与d点相距

四、计算题

10.带电粒子的质量m=1.7×10-27 kg,电荷量q=1.6×10-19 C,以速度v=3.2×106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.17 T,磁场的宽度l=10 cm,如图所示。(g取10 m/s2,计算结果均保留两位有效数字)

(1)带电粒子离开磁场时的速度为多大?

(2)带电粒子在磁场中运动的时间是多长?

(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d为多大?

同步练习答案

一、判断题

1. ×
2. ×
3. ×

二、单选题

1. B
2. B
3. B
4. B
5. C

三、多选题

6. AD

7.BD

8.AC

9.BC

四、计算题

10.答案:(1)3.2×106 m/s

(2)3.3×10-8 s

(3)2.7×10-2 m

解析：粒子所受的洛伦兹力F洛=qvB=8.7×10-14 N,远大于粒子所受的重力G=mg=1.7×10-26 N,故重力可忽略不计。

(1)由于洛伦兹力不做功,所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2×106 m/s。

(2)由qvB=m得轨道半径r= m=0.2 m。由题图可知偏转角θ满足:sin θ==0.5,所以θ=30°=,带电粒子在磁场中运动的周期T=,可见带电粒子在磁场中运动的时间t=·T=T,所以t= s=3.3×10-8 s。

(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d=r(1-cos θ)=0.2× m=2.7×10-2 m。