高中物理全套讲义选修3-1 第10讲带电粒子在磁场中的运动(中档版) 教师版习题

由天下分享时间：2024/12/23 10:01:10 加入收藏我要投稿点赞

随堂练习

一．选择题（共3小题）

1．（2019?南昌模拟）如图所示，在磁感应强度大小为B，范围足够大的水平匀强磁场内，固定着倾角为θ的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为﹣q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为u，设滑动时小物块所带电荷量不变，在小物块上滑过程中其速度一时间图象和加速度一时间图象可能正确的是（）

A． B．

C． D．

2．（2010秋?汉寿县校级期中）如图所示，电子射线管（A为其阴极）放在蹄形磁铁的N、S两极间，电子束运动径迹将（）

A．不偏转

B．向下偏转

C．向上偏转

D．沿原路返回

3．（2018秋?福建期末）如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图。速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲＝m乙＜m丙＝m丁，v甲＞v乙＝v丙＞v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（）

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A．甲、丁、乙、丙 C．甲、丁、丙、乙二．多选题（共2小题）

4．在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（）

B．丁、甲、乙、丙 D．丁、甲、丙、乙

A． B．

C． D．

5．（2019?呼和浩特一模）如图所示，两平行竖直线MN、PQ间距离a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，在MN上O点处有一粒子源，能射出质量为m，电量为q的带负电粒子，当速度方向与OM夹角θ＝60°时，粒子恰好垂直PQ方向射出磁场，不计粒子间的相互作用及重力．则（）

A．粒子的速率为

2????????

????3????

B．粒子在磁场中运动的时间为

C．若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则粒子在磁场中运动的最长时间

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为

2????3????

D．若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则PQ边界上有粒子射出的区间长度为2√3a

三．计算题（共1小题）

6．（2019?威海模拟）如图所示，位于第一象限内半径为R的圆形磁场与两坐标轴分别相切于P、Q两点，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E．Q点有一粒子源，可在xOy平面内向各个方向发射速率均为v的带正电粒子，其中沿x轴正方向射入磁场的粒子恰好从P点射出磁场。不计重力及粒子之间的相互作用。（1）求带电粒子的比荷；

????

（2）若AQ弧长等于六分之一圆弧，求从磁场边界上A点射出的粒子，由Q点至第2次穿出磁场所经历的时间。

四．解答题（共1小题）

7．（2019?临川区校级模拟）在xOy竖直平面内存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度为??=

5????；2??√6??0

粗糙细杆abc在b处弯出长度可忽略的一小段圆弧，ab段长度为l0，与水平方向成37°角，bc段在水平x轴上，c端处在坐标原点O．质量为m、带电荷量为q的带电小环套在细杆顶端，由a端从静止释放，恰能匀速通过水平段bc。重力加速度为g，（cos37°＝0.8，sin37°＝0.6）。（1）求小环在细杆abc上运动克服摩擦力做的功Wf；

（2）若在x＞0的区域加一竖直方向的匀强电场（图中未画出），带电小环从c端离开细杆后能垂直通过y轴上的P点，且通过P点时的速度与通过坐标原点O时速度大小相等，求所加电场的电场强度E及小环通过y轴的位置坐标P；

（3）若在小环从P点通过y轴瞬间撤去磁场，通过计算判断小环能否在运动中垂直撞击细杆。

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随堂练习

参考答案与试题解析

一．选择题（共3小题）

A． B．

C． D．

【分析】根据带电粒子在复合场中运动的分析方法，明确带电滑块上滑，依据左手定则判定洛伦兹力方向，根据牛顿第二定律等知识分析，注意明确洛伦兹力与速度大小的关系。【解答】解：对沿斜面向上运动的小物块受力分析，由牛顿第二定律可得： mgsinθ+μFN＝ma、 FN＝mgcosθ+qvB

联立解得：a＝gsinθ+μgcosθ?

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