鲁科版（2019）高中物理选修3-1． 带电粒子在磁场中的圆周运动同步检测试卷（下）

鲁科版（2019）高中物理选修3-1. 带电粒子在磁场中的圆周运动同步检测试卷（下） [基础题] 1．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点入射.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大 2．长为的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为，板不带电，现有质量为m，电荷量为q的正电粒子(不计重力)，从极板间左边中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 ( ) A．使粒子的速度 B．使粒子的速度 C．使粒子的速度 D．使粒子的速度 3．如图，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角.磁场的磁感应强度大小为( ) A． B． C． D． 4．在同时存在匀强电场合匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿z轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g。问：一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴（x、y、z）上以速度v做匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系？若不能，说明理由. 答：能沿x周轴正向：Eq+Bqv=mg；能沿x周轴负向：Eq=mg+Bqv； 能沿y轴正向或负向：Eq=mg； 不能沿z轴，因为电场力和重力的合力沿z轴方向，洛伦兹力沿x轴方向，合力不可能为零. 5．如图所示，在圆心为O、半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，一电子以速度v沿AO方向射入，后沿OB方向射出匀强磁场，若已知∠AOB=120°，则电子穿越此匀强磁场所经历的时间是多少？ 解：由圆的性质可知，粒子的轨迹圆心只能在O点的正下方，画出粒子轨迹的示意图，如图所示，由几何关系可知圆心角为∠AO′B=60°， 粒子的轨迹半径为：R=rtan60°=r 故运动时间为：t====． 6．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．若在圆心处静止的原子核中释放一个质量为m、电量为q的粒子，粒子的速度v0垂直于磁场，则初速度v0大小必须满足什么条件时，粒子才能从磁场中穿出，粒子穿过磁场需要的最长时间为多少？ v0>， 解析：要使粒子穿出磁场，粒子做匀速圆周运动的半径至少要r＝可得v0必须满足的条件v0>．最长时间为运动半个周期，t＝． 7．一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B，磁场宽度为L） ，要使此带电粒子穿过这个磁场，则带电粒子的初速度应为多大？ 和 解： 由于不知道粒子的电性，所以要分为两种情况来分析解答： （1） 若带电粒子带正电，带电粒子在磁场中沿逆时针方向运动，当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时，轨道半径R-Rcosθ=L 则有，又因 则速度为 即带电粒子要穿过磁场，速度要大于 （2） 若带电粒子带负———带电粒子在磁场中沿顺时针方向运动，当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时，轨道半径R+Rcosθ=L，， 又因则速度 带电粒子要穿过磁场，速度要大于 [中难题] 1．图中虚线AB右侧是磁感应强度为B1的匀强磁场，左侧是磁感应强度为B2的匀强磁场．已知．磁场的方向都直于图中的纸面并指向纸面内．现有一带正电的粒子自图中O处以初速度开始向右运动，求从开始时刻到第10次通过AB线向 ... ...