内容发布更新时间 : 2024/4/20 22:03:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
6 带电粒子在匀强磁场中的运动
1.(2018·安徽定远重点中学高二月考)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,已知其半径ra=2rb,则由此可知( D )
A.两粒子均带正电,质量比ma∶mb=1∶4 B.两粒子均带负电,质量比ma∶mb=1∶4 C.两粒子均带正电,质量比ma∶mb=4∶1 D.两粒子均带负电,质量比ma∶mb=4∶1
解析:两粒子进入磁场后均向下偏转,可知在A点受到洛伦兹力均向下,由左手定则可知,两
个粒子均带负电;根据洛伦兹力提供向心力,得qvB=m,则r==,m=,因
ra=2rb,则ma∶mb=4∶1,故选D.
2.(2019·甘肃武威期末)质子p(带1个单位正电荷,质量数为1)和α粒子(带2个单位正电荷,质量数为4)以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为rp和rα,周期分别为Tp和Tα,则下列选项正确的是( A ) A.rp∶rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2 B.rp∶rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1 C.rp∶rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2 D.rp∶rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1
解析:设质子的质量为m,电荷量为q,则α粒子的质量为4m,电荷量为2q.根据r=可得
=·=×2=,根据T=可得=·=×2=,故选项A正确,B,C,D错误.
3.(2019·甘肃武威期末)电子与质子速度相同,都从O点射入匀强磁场区,则图中画出的四段圆弧,哪两个是电子和质子运动的可能轨迹( C )
A.a是电子运动轨迹,d是质子运动轨迹
B.b是电子运动轨迹,c是质子运动轨迹 C.c是电子运动轨迹,b是质子运动轨迹 D.d是电子运动轨迹,a是质子运动轨迹
解析:由于电子与质子有相同的速度,且电子质量远小于质子,则电子的半径小于质子,由于电子带负电,质子带正电,根据左手定则可知,电子右偏,质子左偏,故C正确,A,B,D错误. 4.如图所示,ab是一弯管,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,磁场方向垂直于圆弧所在平面,并且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管,粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子,对于从b端射出的粒子,下列说法正确的是( C )
A.粒子的速度v大小一定相等 B.粒子的质量m大小一定相等
C.粒子的质量m与速度v的乘积大小一定相等 D.粒子的动能Ek大小一定相等
解析:若粒子能沿中心线通过弯管,其轨道半径r=R,则有r=R=,由于q,B都相同,则通过弯
管的粒子的mv一定相等,因为Ek=mv,可知r=
2
=,若Ek相同r还与m有关.
故选C.
5.水平长直导线中有恒定电流I通过,导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同,如图所示,则电子的运动情况是( D )
A.沿路径Oa运动 B.沿路径Ob运动 C.沿路径Oc运动 D.沿路径Od运动
解析:由安培定则可知,导线下方电流的磁场方向垂直纸面向外,根据左手定则可知电子径迹
只可能是Oc或Od.远离导线磁场减弱B减小,由r=,可知r增大,所以可能路径是Od,故D
正确.
6.(2019·黑龙江哈尔滨期末)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直横截面.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( A )
A. B. C. D.
解析:带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,若粒子从磁场区域下方射出,其轨迹如图所示,根据几何知识得知,轨迹的圆心角等于速度的偏向角60°,且轨迹的半径为
r==R,
根据牛顿第二定律得qv0B=,则B==,故A正确.
7.(2019·江西九江一中高二期末)(多选)图为某磁谱仪部分构件的示意图.图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹.宇宙射线中有大量的电子、正电子(带1个单位正电荷,与电子质量相等)和质子.当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是( AC )
A.电子与正电子的偏转方向一定不同
B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
解析:由于电子与正电子的电性相反,所以它们以相同的方向进入磁场时,受到的洛伦兹力的
方向相反,偏转的方向相反,故A正确;由r=可知,电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径
是否相同,与它们的速度有关,故B错误;质子与正电子的电性相同,所以它们以相同的方向进入磁场时,受到的洛伦兹力的方向相同,偏转的方向相同,但径迹半径与“mv”有关,仅依据
粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子,故C正确;由于r==,可知粒子
的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径不一定越小,故D错误.
8.(2019·甘肃武威期末)(多选)如图所示为回旋加速器的示意图.两个靠得很近的D形金属