《带电粒子在匀强磁场中的运动》同步练习3套新人教版选修31.docx
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《带电粒子在匀强磁场中的运动》同步练习3套新人教版选修31
带电粒子在匀强磁场中的运动同步试题1
一、选择题：
1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（）
A、f、B、v三者必定均相互垂直
B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v
C、B必定垂直于f，但f不一定垂直于v
D、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B
2、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）
A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用
B、电荷在电场中一定受电场力的作用
C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直
D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直
3、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：
4，电量之比为1：
2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）
A、2：
1B、1：
1C、1：
2D、1：
4
4、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（）
A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏
5、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）
A、大小为B/v，粒子带正电时，方向向上
B、大小为B/v，粒子带负电时，方向向上
C、大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关
D、大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关
6、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（）
A、变大B、变小C、不变D、条件不足，无法判断
7、设匀强磁场方向沿z轴正向，带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力f作用的方向沿y轴正向，如图所示，则该带负电的粒子速度方向为（）
A、一定沿x轴正向B、一定沿x轴负向
C、可能在xOz平面内D、可能在xOy平面内
8、如图所示，绝缘劈两斜面光滑且足够长，它们的倾角分别为
、
（
＜
＝，处在垂直纸面向里的匀强磁场中，将质量相等，带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放，不考虑两电荷之间的库仑力，则（）
A、在斜面上两球做匀加速运动，且aA＜aB
B、在斜面上两球都做变加速运动
C、两球沿斜面运动的最大位移sA＜sB
D、两球沿斜面运动的时间tA＜tB
二、填空题：
1、如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
2、电子以4×106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的磁场力为
N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是180°，则电子所受的磁场力为N
三、计算题：
1、有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为多大？
将在磁场中向哪个方向偏转？
2、如图所示，一带电为-q的小球，质量为m，以初速度v0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。
当小球在竖直方向运动h高度时，球在b点上所受的磁场力多大？
3、
如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线方向竖直向上，电场强度E=6×104V/m，匀强磁场的磁感线未在图中画出，一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度v=2×105m/s。
如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动，磁场中磁感受线的方向如何？
磁感应强度大小如何？
（带电粒子所受重力忽略不计）
垂直纸面向外
带电粒子在匀强磁场中的运动同步试题2
三、选择题：
1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）
A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动
B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变
C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直
D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变
2、质子和
粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知，质子的动能E1和
粒子的动能E2之比E1：
E2等于（）
A、4：
1B、1：
1C、1：
2D2：
1
3、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（）
A、在匀强电场中做匀速圆周运动B、在匀强磁场中做变加速曲线运动
C、在匀强电场中做抛物线运动D、在匀强磁场中做抛物线运动
4、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（）
A、小球受到的洛仑兹力B、摆线的拉力
C、小球的动能D、小球的加速度
5、如图所示ab是一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（）
A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管
6、如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）
A、2Bed/mB、Bed/mC、Bed/（2m）D、
Bed/m
二、填空题：
7、边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示。
一束电子以速度v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则VA:
VC=，所经历的时间之比tA:
tB=
8、一初速度为零的带电粒子，经电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为m，电量为q，则带电粒子所受的洛仑兹力为，轨道半径为。
9、质子和
粒子以相同的动能垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，它们的运动轨迹半径之比RP：
R
=，运动周期之比TP：
T
=。
三、计算题：
10、如图所示，质量为为m、电量为q的带电粒子，经电压为U加速，又经磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点，求A、D间的距离和粒子在磁场中运动的时间。
11、如图所示，一个带负电的粒子以速度v由坐标原点射入磁感应强度为B的匀强磁场中，速度方向与x轴、y轴均成45°。
已知该粒子电量为-q，质量为m，则该粒子通过x轴和y轴的坐标分别是多少？
12、带电液滴从H高处自由下落，进入一个既有电场又有磁场的区域，已知磁场方向垂直纸面，电场与磁场垂直，电场强度为E，磁感应强度为B，若液滴在此区域内正好做匀速圆周运动，则圆周的半径为多大？
13、如图所示，带电粒子进入匀强磁场，垂直穿过均匀铝板，如果R1=20cm，R2=19cm，求带电粒子能穿过铝板多少次。
（设铝板对粒子的阻力恒定，粒子的电量不变）
14、串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。
现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。
这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m=2.0×10-26㎏，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10-19C,求R。
带电粒子在匀强磁场中的运动学案导学
当堂达标
1.两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是（）
A．两粒子的速度大小一定相同B．两粒子的质量一定相同
C．两粒子的运动周期一定相同D．两粒子所带电荷种类一定相同
2.在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率加倍，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4
D．粒子的速率不变，周期减半
3.两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动（）
A.若速率相等，则半径一定相等B.若质量相等，则周期一定相等
C.若动量大小相等，则半径一定相等D.若动量相等，则周期一定相等
4.质子（
P）和α粒子（
H
）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是（）
A．R
:
R
=1:
2,T
:
T
=1:
2B.R
:
R
=2:
1,T
:
T
=1:
2
C.R
:
R
=1:
2,T
:
T
=2:
1D.R
:
R
=1:
4,T
:
T
=1:
4
5.处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场，经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点？
（）
A．同时到达B．A先到达
C．B先到达D．无法判断
6.如图所示，ab为一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（）
A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B．只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C．只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D．只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管
7.把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（）
A.小球受到的洛伦兹力B.摆线的拉力
C．小球的动能D.小球的加速度
8.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（）
A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用
B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的
C.只有电场能对带电粒子起加速作用
D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动
9.在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关（）
A.带电粒子运动的速度B.带电粒子运动的轨道半径
C.带电粒子的质量和电荷量D.带电粒子的电荷量和动量
1０.加速器使某种粒子的能量达到15MeV，这个能量是指粒子的（）
A.势能B.动能C.内能D.电能
11.下列关于回旋加速器的说法中，正确的是（）
A.回旋加速器一次只能加速一种带电粒子
B.回旋加速器一次最多只能加速两种带电粒子
C.回旋加速器一次可以加速多种带电粒子
D.回旋加速器可以同时加速一对电荷量和质量都相等的正离子和负离子
12.用回旋加速器分别加速α粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为（）
A．1：
1B.1：
2C.2：
1D.1：
3
13.如图所示,一束带电粒子沿同一方向垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场,设重力不计,在磁场中的轨迹分成1和2两条,那么它们速度v动量p、电荷量q比荷q/m之间的关系可以肯定的是（）
A．如果q1/m1 = 2q2/m2则v1=v2
B．如果q1/m1 ＞2q2/m2则v1=v2
C．如果q1=q2,则p1＝p2.都带正电
D．如果p1=p2则q1＞q2.都带负电
14.一电子在匀强磁场中,以固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动.磁场方向垂直它的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍.设电子电荷量为e,质量为m.磁感应强度为B.那么电子运动的角速度应当是（）
15.一个带电粒子,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,径迹上的每小段都可以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）,从图中情况可以确定（）
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
16.月球上的磁场极其微弱,探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布，如图所示是探测器通过月球a、b、c、d四个位置时,电子运动轨道的照片,设电子速率均为90m/s相同,且与磁场方向垂直,其中磁场最强的是位置.图A中电子轨道半径为10cm，由公式R=mv/qB知，A点的磁感应强度为T.（电子荷质比为1.8×1011c/kg）
拓展提高
1．在回旋加速器中,下列说法不正确的是（）
A．电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋
B．电场和磁场同时用来加速带电粒子
C．在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大
D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关
2．如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低，判断正确的是（）
A．左侧电子较多，左侧电势较高B．左侧电子较多，右侧电势较高
C．右侧电子较多，左侧电势较高D．右侧电子较多，右侧电势较高
3.一个带正电的微粒（不计重力）穿过如图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是 （）
A．增大电荷质量
B．增大电荷电量
C．减少入射速度
D．增大磁感应强度
E．减少电场强度
4．用同一回旋加速器分别对质子和氚核（
）加速后 （ ）
A．质子获得的动能大于氚核获得的动能
B．质子获得的动能等于氚核获得的动能
C．质子获得的动能小于氚核获得的动能
D．质子获得的动量等于氚核获得的动量
5．关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是 （ ）
A．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大
B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大
C．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大
D．与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大
6．如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=E/B那么（ ）
A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过
B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过
7.如图所示，a和b是从A点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知ra=2rb，则由此可知（）
A．两粒子均带正电，质量比ma/mb=4
B．两粒子均带负电，质量比ma/mb=4
C．两粒子均带正电，质量比ma/mb=1/4
D．两粒子均带负电，质量比ma/mb=1/4
8.如图所示，匀强磁场中有一个带电量为q的正离子，自a点沿箭头方向运动，当它沿圆轨道运动到b点时，突然吸收了附近的若干个电子，接着沿另一圆轨道运动到与a、b在一条直线上的c点，已知ac=ab/2.电子电量为e，由此可知，正离子吸收的电子个数为（）
A．
B．
C．
D．
9.如图所示，质量为m带正电q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，液滴运动速度为v，若要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加的匀强电场方向为，场强大小为，从垂直于纸面向你看，液体的绕行方向为。
10.用一回旋加速器对某种带电粒子加速，若第一次加速后该粒子在D形盒中的回旋半径为r，则该粒子第二次进入该D形盒中的回旋半径为________.
11.用同一回旋加速器分别加速α粒子和质子，则它们飞出D形盒时的速度之比vα：
vH=________。
12．质量为m、带电量为q的粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,其圆周半径为r,则表示这个带电粒子运动而形成的环形电流的电流强度为
13．一个电视显像管的电子束里电子的动能Ek=12000eV,这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动，已知地磁场的竖直向下分量B=5.5
10-5T，试问：
⑴电子束偏向什么方向？
⑵电子束在显像管里由南向北通过y=20cm路程，受洛伦兹力作用将偏转多少距离？
电子质量m=1.6
10-31kg，电荷量e=1.6×10-19C。
14.如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直。
且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为
a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求电子在磁场中的飞行时间。
15．如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴典雅负方向的匀强电场，场强为E，一质量为m，电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L，求此粒子射出的速度v和运动的总路程s.（重力不计）
16．如图所示，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。
一个质量为m=1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动。
当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，设P与M的高度差H为1.6m。
求：
（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功。
（2）P与M的水平距离s是多少？
磁场对运动电荷的作用力同步试题1答案
一、选择题：
1、B2、BD3、C4、A5、D6、B7、C8、AD
二、填空题：
1、（A）竖直向上（B）垂直于纸同向里（C）水平向右（D）竖直向下
2、3.2×10-130
三、计算题：
1、9.6×10-14=1.6×10-19×BVV=5×105m/s向东
2、qB
3、垂直纸面向外0.3T
带电粒子在匀强磁场中的运动同步试题2答案
一、选择题：
1、CD2、B3、BC4、CD5、C6、B
二、填空题：
7、1：
22：
1
8、
9、1：
11：
2
三、计算题：
10、
11、
，-
12、
13、10次
14、eU=
neU=
-eU（n+1）eu=
v2=
R=
=
=
=0.75m
带电粒子在匀强磁场中的运动学案导学答案
当堂达标
１、Ｄ；２、D；３、BC；４、A；5、A；6、C；7、CD；8、CD９、C10、B11、A12、B 13、AD14、BD15、B
16、A5×10-9；
拓展提高
１、BD；２、B；３、C；4、AD；5、AB；6、AC7、Ｂ；8、D；
9、向上mg/q逆时针；
10、
r；
11、1:
2；
12、Bq2/（2πm）；
13、⑴向东,⑵约3mm；
14、2πa/3v
15、v=
16、⑴－6×10－3J;⑵0.6m
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