第2讲磁场对运动电荷的作用一、选择题(每小题6分,共60分)1.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值(D)A.与粒子电荷量成正比B.与粒子速率成正比C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比【解析】带电粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动,则qvB=m,故D项正确。2.(2016·贵州兴义第八中学月考)如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。则下列说法正确的是(A)A.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短B.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远C.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大D.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短【解析】由左手定则可知,带正电的粒子向左偏转,若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短,A项正确;若v一定,θ等于90°时,粒子在离开磁场的位置距O点最远,B项错误;粒子在磁场中运动的周期T=与v无关,C项错误。3.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是(A)A.M带负电,N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间【解析】由左手定则知M带负电,N带正电,A项正确;带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力F向=F洛,即MN,MN,D项错误。4.如图所示,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(B)A.B.C.D.【解析】粒子轨迹如图,根据几何关系r=,故B项正确。5.(2015·深圳二模)一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。则下列能表示运动周期T与半径R之间关系的图象是(D)【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,qvB=m,得粒子运动周期与半径无关,故D项正确。6.(2015·马鞍山二模)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(B)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∶1C.粒子1和粒子3在磁场中运动的时间之比为4∶1D.粒子3的射出位置与d点相距【解析】根据左手定则可知粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电,A项错误;粒子1与粒子3在磁场中的轨迹如图所示,则半径r1=133t1=t3-1)L,D项错误。7.(2015·东莞调研)(多选)如图所示,若粒子(不计重力)能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动,则可以判断(AD)A.粒子在运动过程中机械能不变B.如粒子带正电,则粒子做顺时针运动C.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,运动周期越大D.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,圆周运动半径越大【解析】根据左手定则可知,若粒子带正电,必沿逆时针方向转动,B项错误;由于粒子的重力不计,故重力势能为零,又做匀速圆周运动,故动能不变,因此机械能不变,A项正确;由r=可知,其他条件不变时,v增大,r增大,而T不变,C项错误,D项正确。8.(2015·山东实验中学模拟)(多选)速度相同的一束粒子(不计重力)由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是(BC)A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带正电C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,粒子的比荷越小【解析】由左手定则可知,该束带电粒子带正电,由题图知,粒子在两极板间所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,则速度选择器的P1极板带正电,A项错误,B项正确;由qE=qvB1可得,能通过狭缝S0的带电粒子的速率v=可知,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,r越小,粒子的比荷越大,D项错误。9.(2015·石家庄质检)(多选)如图所示,有一垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一边长为L的正三角形(边界上有磁场),A、B、C为三角形的三个顶点。今有一质...
