高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动练习 新人教版选修3-1VIP专享VIP免费

【成才之路】版高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动练习新人教版选修3-1基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(重庆一中～学年高二上学期期末)关于重力不计的带电粒子的运动的描述中，正确的是()A．只在电场(E≠0)中，带电粒子可以静止B．只在电场(E≠0)中，带电粒子可以做匀速圆周运动C．只在匀强磁场(B≠0)中，带电粒子可以匀变速曲线运动D．只在匀强磁场(B≠0)中，带电粒子可能做匀变速直线运动答案：B解析：在电场中，只受电场力，不可能处于平衡状态，故A错误；只在电场中，受电场力，当电场力提供向心力时，会做匀速圆周运动，(例：电子围绕原子核运动)，故B正确；带电粒子做匀变速运动时，加速度恒定，即受的合外力恒定，而只在匀强磁场中时，洛伦兹力不可能恒定，故C、D错误。2．(大连市普通高中～学年高二上学期期末)速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是()答案：D解析：由qvB＝m得r＝，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D正确。3．(辽宁省实验中学～学年高二上学期测试)一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)。从图中可以确定()A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电答案：B解析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r＝可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，再根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确。4．(银川一中～学年高二上学期期末)如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是()A．a粒子动能最大B．c粒子速率最大C．a粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期Tavb>va，所以A错，B对；根据运动轨迹对应的圆心角及周期公式，可知a粒子在磁场中运动时间最长，它们的周期相等，C正确，D错误。5．(北京四中～学年高二上学期期中)质量和电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．M带负电，N带正电B．M的速率大于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的运行时间答案：AB解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动规律，解题关键是洛伦兹力提供向心力，明确半径公式和周期公式，由左手定则知M带负电，N带正电，A正确；由qvB＝得R＝得，M的速度比N大，B正确。由T＝可知粒子M和N周期相同，在磁场中均运动半个周期，所以时间相等，D错；洛伦兹力永不做功，C错。二、非选择题6.已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动。如图所示。求：(1)液滴在空间受到几个力作用？(2)液滴带电荷量及电性。(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？答案：(1)三个(2)负电，(3)解析：(1)由于是带电液滴，它必然受重力，又处于电、磁场中，还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用。(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，电荷量由mg＝Eq，求得：q＝mg/E。(3)尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，所以仍可用半径公式R＝，把电荷量代入可得：R＝＝。7．(大连市普通高中～学年高二上学期期末)如图所示，一质量为m，带电量为－q，不计重力的粒子，从x轴上的P(a,0)点以速度大小为v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)穿过第一象限的时间t。答案：B＝(2)t＝解析：(1)根据题意知，带电粒子的运动轨迹，垂直于y轴，必然有圆心在y轴上，根据半径垂直于速度，则可确定圆心O，如图所示。由几何关系知粒子运动的半径r＝a又qvB＝，得B＝(2)由qvB＝m...