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2018-2019年人教版高中物理選修課3-1 3.6帶電粒子在均勻磁場中的同步運動習題
1.多項選擇題
1、如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內，存在垂直于XX的均勻磁場； 具有恒定電荷的帶電粒子，無論重力如何，都會以面向圓心 O 的速度 v 噴射到磁場中。 如果粒子的傳入和傳出磁場點之間的距離為R，那么粒子在磁場中的運動時間為(???)？
2、如圖所示，空間一定區(qū)域內存在均勻電場和均勻磁場。 電場方向垂直向上（與紙面平行），磁場方向垂直某某向內。 存在三個帶正電的粒子a、b、c。 電荷相等，質量分別為ma、mb、mc。 已知在該區(qū)域中，a在紙上做勻速圓周運動，b在紙上向右做勻速直線運動，c在紙上向左做勻速直線運動。 下列哪個選項是正確的(??)
3、回旋加速器的核心部分是真空室內兩個距離很近的D形金屬盒子。 它們被放置在均勻磁場中，磁場方向垂直于盒子表面并向下。 連接高頻交流電源后，兩個盒子之間的狹窄間隙中即可形成均勻的電場。 帶電粒子在磁場中做圓周運動，每次穿過兩個盒子之間的狹窄間隙時都會加速，直到達到最大圓周半徑。 當通過特殊裝置誘導時，如果使用同一個回旋加速器分別加速氚核（
e) 比較它們所需的高頻交流電源的周期和引出時的最大動能。 下列說法正確的是(??)
4、如圖所示，三個相同類型、不同速度的帶電粒子從圖中矩形區(qū)域均勻磁場的上邊緣以相同方向注入。 當它們從下邊緣飛出時，它們相對于入射方向的偏轉角分別為
90
°
,
60
°
,
30
°
，則它們在磁場中移動的時間之比為 (??)
：
5.平面 OM 與平面 ON 之間的夾角為
30
°
，其橫截面（紙面）如圖所示。 平面OM上方有均勻磁場高中物理帶電粒子磁場圓心，磁感應強度大小為B，方向垂直于XX向外。 帶電粒子的質量為m，電荷為 ??(??>0)。 粒子從 OM 的某一點沿紙平面向左上方噴射到磁場中，速度為 v 量級，速度與 OM 成正比。
30
°
角度。 已知粒子在磁場中的運動軌跡與ON只有一個交點，磁場從OM上的另一點噴射出來。 忽略重力。 粒子離開磁場的發(fā)射點到兩個平面交點O的距離是(???)
6、如圖所示，矩形區(qū)域MPQN的長度為????=
水平投影到右邊，若該區(qū)域內只有垂直向下的電場或垂直于紙面外側的均勻磁場，粒子能擊中Q點，則電場強度E與磁場強度之比(?? ) 的感應強度 B
7、在平面直角坐標系中，存在一個圓形均勻磁場區(qū)域，其邊界經過坐標原點O和坐標點??(0,??)。 電子從 a 點沿 x 軸正方向具有質量 m 和電荷 e。 朝著速度
從x軸上的b點注入磁場并與x軸形成角度
60
°
離開磁場，下列說法正確的是（？？？）
A.電子在磁場中運動的時間為
C.？***坐標是（
8. 具有相同速度（忽略重力）的粒子束穿過速度選擇器并進入質譜儀。 軌跡如圖所示。 下列說法正確的是(??)
9、如圖所示，在一定空間內存在正交的均勻磁場和均勻電場。 電場方向水平向右，磁場方向垂直于紙張。 帶電粒子從a點進入該區(qū)域，并沿直線ab向上運動。 以下哪種說法是正確的？？？ （？？？）
2. 選擇題
10、如圖所示為磁流體發(fā)電機示意圖。 兩塊平行的金屬板P和Q之間存在強磁場。等離子體束（即高溫電離的氣體，含有大量帶正電和負電的粒子）沿垂直于磁場的方向噴射到磁場中。磁場。 連接P、Q和電阻R。下列說法正確的是（）
11、如圖所示，將平行板電容器接至電動勢為E（不含內阻）的直流電源，下極板接地。 電油滴位于容器內的 P 點，并且正好處于平衡狀態(tài)。 現(xiàn)在連接平行板電容器上板垂直向上移動一小段距離后（？？？）
12、圖A是回旋加速器原理示意圖。 其核心部分是兩個D形金屬盒子。 加速帶電粒子時，將兩個金屬盒置于均勻磁場中（磁感應強度恒定），并分別連接高頻電源。 連接的。 帶電粒子加速時的動能。
隨時間t的變化規(guī)律如圖B所示。如果忽略帶電粒子在電場中的加速時間，那么以下哪個判斷是正確的（？？？）？
3.回答問題
13、如圖所示，在垂直平面內存在正交的均勻電場和均勻磁場。 磁感應強度為4T，電場強度為10
10
10
，求：
(1) 作用在帶電粒子上的洛倫茲力的大小
(2)帶電粒子運動的速度
(3)帶電粒子運動速度的方向。
14、如圖所示，空間中有一個垂直于某物（xOy平面）且向內的磁場。 在x≥0的區(qū)域內，磁感應強度的大小為B0； 在x<0的區(qū)域內，磁感應強度的大小為λB0（常數(shù)λ>1）。 將質量為 m、電荷為 q（q>0）的帶電粒子從坐標原點 O 以速度 v0 沿 x 軸正方向注入磁場中。 這時高中物理帶電粒子磁場圓心，計時開始。 當粒子的速度方向再次為x軸正方向時，求（不計重力）：
(1)粒子運動的時間；
(2) 粒子到O點的距離。
15、如圖所示，坐標空間中存在均勻電場和均勻磁場。 電場方向沿y軸負方向，磁場方向垂直于某某向內，y軸上兩個場的分界面，磁場面積為d。 存在一個質量為 m、電荷為 m 的帶電粒子 ??? 從 x 軸上的 N 點以初速度移動 ??=???
開始向x軸正方向移動，然后在y軸正方向上傳遞??=
無論帶電粒子的重力如何，M 點都會進入磁場。 尋找：
(1) MN兩點電位差
(2)如對粒徑有要求，則求出磁感應強度應滿足的條件。
(3) 如果質點穿過垂直于磁場右邊界的磁場，求質點在磁場中運動的時間。
答案解析部分
1.多項選擇題
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】A、C、D
9.【答案】A
2. 選擇題
10.【答案】B、D
11.【答案】A、B
12.【答案】A、D
3.回答問題
13、【答案】（1）解：如圖所示，假設質點的速度方向與水平方向的夾角為θ，洛倫茲力的方向與水平方向的夾角為θ。 ，粒子具有重力、電場力和磁場力。 當粒子以勻速直線運動時，粒子所受的力如圖所示：
綜合可得： 洛倫茲力的大小為： ??=4×
10
30
°
(3)解：方向與水平方向的夾角為??=
60
對角線到右上角。
14、【答案】（1）解：在均勻磁場中，帶電粒子做圓周運動。 假設在x≥0的區(qū)域內，圓的半徑為R1； 在x的范圍內？？
;
(3)解：粒子發(fā)射垂直于右邊界的磁場，如圖：
粒子在磁場中運動的周期： ??=
在磁場中運動的時間：??=
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