中小学教育资源及组卷应用平台 带电粒子在磁场中运动 1．图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等腰三角形的三个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带正电的粒子从底边中心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 【答案】B 【解析】 根据右手螺旋定则，电流a在底边中心O点产生的磁场平行于bc向左，电流b在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向下，电流c在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向上；由于O点到电流b和电流c的距离相等，电流b和电流c的磁场在O点相互抵消，所以底边中心O点的合磁场方向向左。一带正电的粒子从底边中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判定粒子受洛伦兹力的方向向下。 A.它受洛伦兹力的方向向上，与分析不一致，故A错误； B.它受洛伦兹力的方向向下，与分析相一致，故B正确； C.它受洛伦兹力的方向向左，与分析不一致，故C错误； D.它受洛伦兹力的方向向右，与分析不一致，故D错误。 故选B. 2．如图所示，水平放置的平行金属板A、B与电源相连，两板间电压为U，距离为d．两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B1．圆心为O的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B2．一束不计重力的带电粒子沿平行于金属板且垂直于磁场的方向射入金属板间，然后沿直线运动，从a点射入圆形磁场，在圆形磁场中分成1、2两束粒子，两束粒子分别从c、d两点射出磁场．已知ab为圆形区域的水平直径，∠cOb=60°，∠dOb=120°．不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是( ) A．金属板A、B分别接电源的负极、正极 B．进入圆形磁场的粒子的速度大小为 C．1、2两束粒子的比荷之比为1∶3 D．1、2两束粒子的比荷之比为1∶2 【答案】C 【解析】 由圆形磁场中粒子的运动轨迹可知粒子带正电，粒子在金属板间受力平衡，故电场方向向下，金属板A接电源的正极，金属板B接电源的负极，A错误；由，可知，B错误；设粒子在圆形磁场中运动的轨迹半径为r，如图所示， 利用几何关系可知，可知，而题图中，则1、2两束粒子的比荷之比为1∶3，C正确D错误． 3．如图所示的圆形区域内有垂直于纸面的磁感应强度为B的匀强磁场，MN、GH为圆的两条相互垂直的直径，P、Q为圆上关于MN对称的两点，它们到MN的距离为圆半径的一半.两个质量为m、电荷量为q的相同的粒子分别从P、Q两点以平行于MN的相同速度进入圆形磁场区域，不计粒子所受重力和两粒子间的相互作用.已知从P点进入磁场的粒子刚好从H点离开磁场区域，则从Q点进入磁场的粒子在磁场中的运动时间为( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 从P点射入的粒子的运动轨迹如图甲所示： 根据 ， 得r=R，由可知，从Q点射入的粒子的轨道半径也为r，所以其运动轨迹如图乙，其圆心刚好在P点，圆心角为120°，运动时间 ， 故B正确。 故选B。 4．如图所示，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体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B．发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率.调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 由题，运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻时，外电阻消耗的电功率最大，根据电阻定 ... ...
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