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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。 粒子離開磁場的發射點到兩個平面交點O的距離是(???)
6、如圖所示，矩形區域MPQN的長度為????=
水平投影到右邊，若該區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。 現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的區域內，磁感應強度的大小為B0； 在x<0的區域內，磁感應強度的大小為λB0（常數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的區域內，圓的半徑為R1； 在x的范圍內？？
;
(3)解：粒子發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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