人教版高中物理选修3-1 带电粒子在匀强磁场中的运动 课时作业

2018-2019学年人教版选修3-1 带电粒子在匀强磁场中的运动 课时作业

1．(2018·苏州校级期末)一个不计重力的带负电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹为( )

A．圆弧a B．直线b C．圆弧c

D．a、b、c都有可能 【答案】C

【解析】由于粒子只受洛伦兹力，由洛伦兹力提供向心力让粒子做匀速圆周运动，因此通过左手定则可确定洛伦兹力的方向．根据粒子带负电，粒子运动的方向向上，所以等效电流的方向向下，伸开左手让磁感线穿过掌心，四指向下，则大拇指所指方向是洛伦兹力的方向．所以是圆弧c.故选C．

2．(2018·北京名校期末)一个带电粒子(重力可忽略不计)，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小(带电量不变)，从图中情况可以确定( )

A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从a到b，带负电 C．粒子从b到a，带正电 D．粒子从b到a，带负电 【答案】C

【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，根据mv

粒子在磁场中运动的半径公式r＝可知，粒子的半径逐渐减小，所以粒子的运动方向是从

qB

b到a，再根据左手定则可知，粒子带正电，所以C正确，A、B、D错误．

3. 如图所示，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，设粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2(带电粒子重力不计)，则t1∶t2为( )

A．1∶3 C．3∶2 【答案】C

2πm

【解析】粒子在磁场中运动的周期的公式为T＝，由此可知，粒子运动的时间与粒qB子速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，通过a点的1

粒子的偏转角为90°，通过b点的粒子的偏转角为60°，所以通过a点的粒子的运动时间为

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T，通过b点的粒子的运动时间为T，所以从S到a、b所需时间t1∶t2为3∶2.

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4．(2017·云南校级模拟)如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(粒子重力不计)，以速度v从小孔O射入匀强磁场，入射速度方向即垂直于磁场方向，又与屏垂直，偏转后打在屏上S点(S点未在图上画出)．求：

(1)刚进入磁场时，粒子受到洛伦兹力的大小和方向； (2)屏上S点到O点的距离．

B．4∶3 D．1∶1

【解析】(1)由左手定则可知，洛伦兹力水平向左，大小f＝qvB．

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．由牛顿第二定律得 v2qvB＝m，

rmv得r＝，

qB

2mv

S到O点间的距离为2r＝. qB

答案：(1)刚进入磁场时，粒子受到洛伦兹力的大小为qvB，方向：水平向左；

(2)屏上S点到O点的距离为

2mv

. qB