高中物理新人教版选修31同步练习第3章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动 含答案.docx

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高中物理新人教版选修31同步练习第3章第6节带电粒子在匀强磁场中的运动含答案

第6节　带电粒子在匀强磁场中的运动

1．垂直射入匀强磁场的带电粒子受到的洛伦兹力总与粒子的运动方向垂直，粒子的速度大小不变，洛伦兹力的大小也不变，所以带电粒子做匀速圆周运动．

2．质量为m、带电荷量为q，速率为v的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝

，轨道运行周期T＝

．由以上关系式可知，粒子运动的轨道半径与粒子的速度成正比，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关．

3．质谱仪是利用电场和磁场控制电荷运动、测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．其结构如下图所示．容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的带电粒子经过S1和S2之间的电场加速，它们进入磁场将沿着不同的半径做圆周运动，打到照像底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线，每一条谱线对应于一定的质量．从谱线的位置可以知道圆周的半径，如果再已知带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量，这种仪器叫做质谱仪．

4．回旋加速器利用了带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的规律，用交变电场实现对带电粒子多次加速的原理制成的．其体积相对较小．由于带电粒子在D形盒缝隙处被电场加速，其速度增大，半径增大，但粒子运动的周期T＝

与速度和半径无关．所以，当交变电场也以周期T变化时，就能使粒子每经过缝隙处就被加速一次，从而获得很大的速度和动能．

►基础巩固

1．有电子、质子、氘核和氚核，以同样的速度垂直射入同一匀强磁场中，它们在磁场中做匀速圆周运动，则轨道半径最大的是（B）

A．氘核　　　B．氚核　　　C．电子　　　D．质子

解析：

因为Bqv＝

，故r＝

，因为v、B相同，所以r∝

，而氚核的

最大，故选B.

2．（多选）某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正电荷的电场力是磁场力的3倍，若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则电子运动可能的角速度是（AC）

A.

B.

C.

D.