百度文库、精选习题试题习题、尽在百度磁场及带电粒子在磁场中的运动(限时45分钟)一、单项选择题(每小题6分,共30分)1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A.2B.2C.1D.22答案:D解析:根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知:带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r2的2倍.设粒子在P点的速度为v1,根据牛顿第二定律可得qv1B1=mv21r1,则B1=mv1qr1=2mEkqr1;同理,B2=mv2qr2=2m×12Ekqr2,则B1B2=22,选项D正确,A、B、C错误.2.如图所示,虚线MN上方的空间内存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场.一群电子以不同的速率v从MN边界上的P点以相同的方向射入磁场,其中某一速率为v0的电子从Q点射出.已知电子入射方向与边界的夹角为θ,则由以上条件可判断()A.该匀强磁场的方向垂直纸面向外B.所有电子在磁场中的运动轨迹都相同C.所有电子的速度方向都改变了2θD.速率大于v0的电子在磁场中运动的时间长答案:C百度文库、精选习题试题习题、尽在百度解析:由左手定则可知该匀强磁场的方向垂直纸面向里,选项A错误;由半径公式r=mv0eB可知,电子进入磁场的速率越大,其轨道半径就越大,则不同速率的电子在磁场中的运动轨迹不同,选项B错误;所有电子在磁场中运动的圆心角为2θ,所有电子的速度方向都改变了2θ,选项C正确;又因为电子在磁场中运动的周期为T=2πmeB,所以电子在磁场中运动的时间为t=2θ2πT=2mθeB,与电子运动的速率无关,选项D错误.3.(2014·安徽理综)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞.已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变.由此可判断所需的磁感应强度B正比于()A.TB.TC.T3D.T2答案:A解析:由题意可知,等离子体的动能Ek=cT(c是比例系数),在磁场中做半径一定的圆周运动,由qvB=mv2r可知,B=mvrq=2mEkrq=2mcrqT,因此A项正确,B、C、D项错误.4.如图所示为圆柱形区域的横截面,在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射,穿过此区域的时间为t.在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转60°角,根据上述条件不可能求下列物理量中的哪几个()A.带电粒子的比荷B.带电粒子在磁场中运动的时间C.带电粒子在磁场中运动的半径D.带电粒子在磁场中运动的角速度答案:C百度文库、精选习题试题习题、尽在百度解析:设磁场区域的半径为R,不加磁场时,带电粒子速度的表达式为v=2Rt带电粒子在磁场中的运动半径由题图可知r=Rcot30°=3R由粒子在磁场中运动的轨道半径公式可得3R=mvqB由以上三式可得qm=23Bt周期T=2πmqB=2π3qBt2qB=3πt在磁场中运动的时间t′=T6=3π6t运动的角速度ω=2πT=23t=233t,所以选C.5.(2015·烟台模拟)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点射出.已知电荷的质量为m,带电量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是()A.匀强磁场的磁感应强度为mv0qLB.电荷在磁场中运动的时间为πLv0C.若电荷从CD边界射出,随着入射速度的减小,电荷在磁场中运动的时间会减小D.若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB中点射出答案:A解析:由题图可以看出粒子做圆周运动的半径r=L,根据牛顿第二定律:qv0B=mv20r,得B=mv0qL,A正确;由T=2πLv0,转过的圆心角为90°,则t=14·2πLv0=πL2v0,故B错误;若电百度文库、精选习题试题习题、尽在百度荷从CD边界射出,则转过的圆...