【2021新版】人教版高中物理选修3-1导学案3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 有解析

第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动 课前预习 【学习目标】 1．知道洛伦兹力对粒子不做功． 2．知道带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动． 3．写出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式． 4．了解回旋加速器的工作原理． 【自主预习】 1．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做　　　　运动． (2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做　　　　运动且运动的轨迹平面与磁场方向　　　．轨道半径公式：　　 周期公式：　　　　． 2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的　　和分析　　　的重要工具． 3．回旋加速器： (1)使带电粒子加速的方法有：经过多次　　直线加速；利用电场　　和磁场的　　作用，回旋　 速． (2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在　　的范围内来获得　　　　的装置． 课后复习 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 一、单选题 1．如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量q———单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于q的表达式正确的是（　　） A． B． C． D． 2．质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（　　） A．RP：Ra=1：2，TP：Ta=1：2 B．RP：Ra=2：1，TP：Ta=2：1 C．RP：Ra=1：2，TP：Ta=2：1 D．RP：Ra=1：4，TP：Ta=1：4 3．如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为B1，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为B2，且，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的（　　） A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半 C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将加倍 4．在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关（　　） A．带电粒子运动的速度 B．带电粒子运动的轨道半径 C．带电粒子的质量和电荷量 D．带电粒子的电荷量和动能 5．如图，在扇形区域AOB内存在垂直纸面向里的匀强磁场，O为圆心，OA与OB夹角为60°，OC为∠AOB的角平分线。带电粒子a沿AO方向以速度va从A点进入磁场，同时带电粒子b平行AO方向以速度vb从C点进入磁场，带电粒子a与带电粒子b同时从B点射出磁场，则两带电粒子比荷之比为（　　） A． B． C． D． 6．带电粒子M经小孔垂直进入匀强磁场，运动的轨迹如图中虚线所示。在磁场中静止着不带电的粒子N。粒子M与粒子N碰后粘在一起在磁场中继续运动，碰撞时间极短，不考虑粒子M和粒子N的重力。相比碰撞之前，下列说法正确的是（　 　） A．碰后粒子做圆周运动的半径不变 B．碰后粒子做圆周运动的周期减小 C．碰后粒子做圆周运动的动量减小 D．碰后粒子做圆周运动的动能不变 7．如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连，将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放，不计空气阻力，则对小球从释放到第一次到达最低点的过程，下列说法正确的是（　　） A．小球运动至最低点时速度为 B．小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直 C．小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大，后减小 D．小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为 二、多选题 8．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B．图乙是磁流体发电机的结构示意图 ... ...