2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題49 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題學(xué)案
《2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題49 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題49 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題學(xué)案(17頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題49 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題學(xué)案 1.兩種方法定圓心 (1)已知入射方向和出射方向時(shí),可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作垂直于入射方向和出射方向的直線,兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心。如圖甲所示,圖中P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn)。 (2)已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí),可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線,連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn),作其中垂線,這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心。如圖乙所示,P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn)。 2.幾何知識(shí)求半徑 方法一:由物理方程求:半徑R=; 方法二:由幾何方程求:一般由數(shù)學(xué)知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)計(jì)算來(lái)確定.
2、 (1)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性,如圖所示)。 (2)平行邊界(存在臨界條件,如圖所示)。 (3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出,如圖所示)。 3. 運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算 (1)直接根據(jù)公式t=或t=求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t. (2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T,當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為α?xí)r,其運(yùn)動(dòng)時(shí)間可由下式表示: t=T或t=T. 【典例1】在如圖所示的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩個(gè)帶電粒子以相同方向垂直穿過虛線MN所在的平面,一段時(shí)間后又再次同時(shí)穿過此平面,則可以確定的是( ). A.兩粒子一定帶有相同的電荷量 B.兩粒子一定帶同種電荷 C.兩
3、粒子一定有相同的比荷 D.兩粒子一定有相同的動(dòng)能 【答案】 C 【典例2】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為0.1 g、電荷量為的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),放在傾角為α=30°的光滑絕緣斜面頂端,斜面置于B =0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,小滑塊由靜止開始沿斜面滑下,小滑塊運(yùn)動(dòng)一段距離后離開斜面,取。則( ) A. 小滑塊帶正電 B. 小滑塊帶負(fù)電 C. D. 小滑塊離開斜面的瞬時(shí)速率為2m/s 【答案】AC 【解析】、由題意可知:小滑塊受到的洛倫茲力垂直斜面向上。根據(jù)左手定則可得:小滑塊帶正電,故A正確,B錯(cuò)誤
4、;由題意知,當(dāng)滑塊離開斜面時(shí),則有: ,解得: ,故D錯(cuò)誤;在小球離開斜面之前,小球沿斜面的方向的合力始終等于重力的分力,所以一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng),即,解得: ,由,解得: ,故C正確,故選AC。 【典例3】 (多選) 如圖所示,平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同,不計(jì)粒子的重力,則( ) A.該粒子帶正電 B.A點(diǎn)與x軸的距離為 C.粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間t= D.運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度不變 【答案】 BC 【典例4】在
5、xOy坐標(biāo)系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸上A點(diǎn)(L,0)同時(shí)以相同速率v沿不同方向發(fā)出a、b兩個(gè)相同帶電粒子(粒子重力不計(jì)),其中a沿平行+y軸方向發(fā)射。經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,兩粒子均先后到達(dá)y軸上的B點(diǎn)(0,L),則兩個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差為( ) A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】 作出a、b兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖, 對(duì)于a的運(yùn)動(dòng)軌跡,由幾何關(guān)系得:R2=(R-L)2+(L)2,解得R=2L,a的偏轉(zhuǎn)角sin θ==,所以θ=π,同理可得b的偏轉(zhuǎn)角β=π,a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tA===,b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:tB===,它們到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間
6、差:Δt=tB-tA=-=,D正確。 【典例5】如圖所示,一個(gè)理想邊界為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)寬度為d,方向垂直紙面向里。一電子從O點(diǎn)沿紙面垂直PQ以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)。若電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2d。O′在MN上,且OO′與MN垂直。下列判斷正確的是( ) A.電子將向右偏轉(zhuǎn) B.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為d C.電子打在MN上的點(diǎn)與O′點(diǎn)的距離為d D.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 【答案】 D 【典例6】如圖所示,豎直線MN∥PQ,MN與PQ間距離為a,其間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,O是MN上一點(diǎn),O處有一粒子源,某時(shí)刻放出大量
7、速率均為v(方向均垂直磁場(chǎng)方向)、比荷一定的帶負(fù)電粒子(粒子重力及粒子間的相互作用力不計(jì)),已知沿圖中與MN成θ=60°角方向射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng),則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為( ) A. B. C. D. 【答案】 C 【典例7】?jī)蓚€(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖6所示。若不計(jì)粒子的重力,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電 B.a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大 C.b粒子的動(dòng)能較大 D.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) 【答案】 C 【解
8、析】 由左手定則可知,a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電,A錯(cuò)誤;由qvB=m得r=,故運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越大,對(duì)應(yīng)的速率越大,所以b粒子的速率較大,在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大,B錯(cuò)誤;由Ek=mv2可得b粒子的動(dòng)能較大,C正確;由T=知兩者的周期相同,b粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角小于a粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角,所以b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短,D錯(cuò)誤。 【典例8】如圖所示,有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd,e是ad的中點(diǎn),f是cd的中點(diǎn),如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子,恰好從e點(diǎn)射出,則( ) A.如果粒子的速度增大為原來(lái)的二倍,將從d點(diǎn)射出 B.如果粒子的速度增大為原
9、來(lái)的三倍,將從f點(diǎn)射出 C.如果粒子的速度不變,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來(lái)的二倍,也將從d點(diǎn)射出 D.只改變粒子的速度,使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí),從f點(diǎn)射出所用的時(shí)間最短 【答案】 AD 課后作業(yè) 1.在陰極射線管中電子流方向由左向右,其上方放置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線,導(dǎo)線與陰極射線管平行,則電子將( ) A.向上偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn) C.向紙里偏轉(zhuǎn) D.向紙外偏轉(zhuǎn) 【答案】B 【解析】由題圖可知,直導(dǎo)線電流的方向由左向右,根據(jù)安培定則,可判定直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶?,而電子運(yùn)動(dòng)方向由左向右,由左手定則知(電子帶負(fù)電荷,四指要指向電子運(yùn)
10、動(dòng)方向的反方向),電子將向下偏轉(zhuǎn),故B選項(xiàng)正確。 2.如圖,ABCD是一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場(chǎng),均從C點(diǎn)射出,則它們的速率之比v甲∶v乙和它們通過該磁場(chǎng)所用時(shí)間之比t甲∶t乙分別為( ) A.1∶1 2∶1 B.1∶2 2∶1 C.2∶1 1∶2 D.1∶2 1∶1 【答案】B 帶電粒子在電場(chǎng)中加速有qU=mv2,帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)有qvB=m,聯(lián)立解得v=,即v∝,故==;甲粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)用時(shí)t甲=,乙粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)用時(shí)t乙=,可得==。可知選項(xiàng)B正確。 3.如圖所示,在MNQP中有一垂直紙面向里的勻
11、強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c,以不同的速率從O點(diǎn)沿垂直于PQ的方向射入磁場(chǎng),圖中實(shí)線是它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。已知O是PQ的中點(diǎn),不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法中正確的是( ) A.粒子a帶負(fù)電,粒子b、c帶正電 B.射入磁場(chǎng)時(shí)粒子a的速率最小 C.射出磁場(chǎng)時(shí)粒子b的動(dòng)能最小 D.粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng) 【答案】D 4.半徑為r的圓形空間內(nèi),存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)方向朝著O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中,并從B點(diǎn)射出.∠AOB=120°,如圖所示,則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( ) A. B.
12、 C. D. 【答案】C 5.如圖所示,兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向相同,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2,虛線MN為理想邊界?,F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以垂直于邊界MN的速度v由P點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中虛線所示的心形圖線。則以下說(shuō)法正確的是 A. 電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為P→D→M→C→N→E→P B. 電子運(yùn)動(dòng)一周回到P點(diǎn)所用的時(shí)間T= C. 電子運(yùn)動(dòng)一周回到P點(diǎn)所用的時(shí)間T= D. 兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為B1=2B2 【答案】ABD 【解析】(1)根據(jù)左手定則可知:電子從P點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)
13、時(shí),受到的洛倫茲力方向向上,所以電子的運(yùn)行軌跡為P→D→M→C→N→E→P,故A正確; 6.如圖所示,有一寬度為的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為,帶電荷量為的粒子以速度垂直磁場(chǎng)左邊界的進(jìn)入磁場(chǎng),從右邊界離開時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)角,則下列說(shuō)法正確的是( ) A. 該粒子帶正電 B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 C. 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 D. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 【答案】BD 【解析】根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可知,粒子在磁場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知,粒子應(yīng)帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可知,Rsin30°=a,解得:R=2a,根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力可知,Bqv=m,解得:,故B正確,C錯(cuò)誤;
14、粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的圓心角為30°,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間;故D正確。故選BD。 7.電荷量分別為q和的兩個(gè)帶電粒子分別以速度和射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為和,磁場(chǎng)寬度為d,兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),如圖所示,則 A. a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電 B. 兩粒子的軌道半徑之比:: C. 兩粒子的速度之比::2 D. 兩粒子的質(zhì)量之比::2 【答案】ABD 【解析】a粒子是入射的,而b粒子是入射的,由于從B點(diǎn)射出,則a粒子受到的洛倫茲力方向沿b粒子速度方向,而b粒子受到的洛倫茲力方向沿a粒子速度方向,由左手定則可知:a粒子帶負(fù)電、b粒子帶正電,故A正
15、確; 向直線的交點(diǎn)即為各自圓心。結(jié)果發(fā)現(xiàn):兩圓心的連線與兩個(gè)半徑構(gòu)成一個(gè)角為,另一個(gè)為的直角意可知:q、B都相同,而::2,::,則粒子的速度大小之比:::,故C錯(cuò)誤;故選ABD。 8.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子、、,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心沿著方向射入磁場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用,則下列說(shuō)法正確的是( ) A. 粒子速率最大 B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短 C. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 D. 三粒子離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向仍然相同 【答案】A 【解析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由洛倫茲力提供向心力,
16、根據(jù),可得:,則可知三個(gè)帶電粒子的質(zhì)量、電荷量相同,在同一個(gè)磁場(chǎng)中,當(dāng)速度越大時(shí)、軌道半徑越大,則由圖知,a粒子速率最小,c粒子速率最大。故A正確。由于粒子運(yùn)動(dòng)的周期和,可知三粒子運(yùn)動(dòng)的周期相同,a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角最大,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)。故BC錯(cuò)誤;曲線運(yùn)動(dòng)的速度的方向沿曲線的切線的方向,所以三粒子離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向不相同。故D錯(cuò)誤;故選A。 9.如圖示,圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相同的兩個(gè)粒子沿直徑AB方向從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)中,分別從圓弧上的P,Q兩點(diǎn)射出,則下列說(shuō)法正確的是( ) A. 兩粒子分別從A到P、Q經(jīng)歷時(shí)間之比為3∶1 B. 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周
17、運(yùn)動(dòng)周期之比為1∶1 C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌道半徑之比為2∶1 D. 粒子在磁場(chǎng)中速率之比為1∶3 【答案】B 10. 平面OM和平面ON之間的夾角為30°,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng),速度與OM成30°角。已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 如圖所示,
18、 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R=。設(shè)入射點(diǎn)為A,出射點(diǎn)為B,圓弧與ON的交點(diǎn)為P。由粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性及粒子的入射方向知,AB=R。由幾何關(guān)系知,AP=R,則AO=AP=3R,所以O(shè)B=4R=。故選項(xiàng)D正確。 11.如圖所示,帶正電的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度,從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)分別以與磁場(chǎng)邊界夾角為30°和60°的方向射入磁場(chǎng),兩粒子恰好不從另一邊界飛出,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是 B.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是 C.A、B兩粒子的之比是 D.A、B兩粒子的之比是 【答案】BD
19、 12.如圖所示,兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點(diǎn),連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流I。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,式中k是常數(shù),I是導(dǎo)線中的電流,r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離,一帶正電的小球(圖中未畫出)以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過程,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng) B. 小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng) C. 小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小 D. 小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃? 【答案】BC 13.如圖所示,空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
20、B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿,它與水平面的傾角為θ,一帶電量為-q質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上,從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在小球以后的運(yùn)動(dòng)過程中,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A. 小球下滑的最大速度為 B. 小球下滑的最大加速度為am=gsinθ C. 小球的加速度一直在減小 D. 小球的速度先增大后不變 【答案】BD 【解析】小球開始下滑時(shí)有,隨v增大,a增大,當(dāng)時(shí),a達(dá)最大值,此時(shí)洛倫茲力等于mgcosθ,支持力等于0,此后隨著速度增大,洛倫茲力增大,支持力增大,此后下滑過程中有,隨v增
21、大,a減小,當(dāng)時(shí), ,此時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),速度不變.所以整個(gè)過程中,v先一直增大后不變;a先增大后減小,所以B正確. 14.如圖,在x軸上方存在方向垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸下方存在方向垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)從原點(diǎn)O以與x軸正方向成30°角的速度v射入磁場(chǎng),其在x軸上方運(yùn)動(dòng)的半徑為R。則 A. 粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)O B. 粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C. 粒子射入磁場(chǎng)后,第二次經(jīng)過x軸時(shí)與O點(diǎn)的距離為3R D. 粒子在x軸上方和下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1:2 【答案】CD 【解析】帶負(fù)電
22、的粒子進(jìn)入上方磁場(chǎng)后向下偏轉(zhuǎn),到達(dá)x軸以后受洛倫茲力向右上方偏轉(zhuǎn),如圖所示,則如此循環(huán)運(yùn)動(dòng),粒子不能回到原點(diǎn)O,選項(xiàng)A錯(cuò)誤; 粒子在x軸上方運(yùn)動(dòng)的半徑為R,根據(jù)可知粒子在x軸下方運(yùn)動(dòng)的半徑為2R。由幾何關(guān)系可知,粒子在x軸上方和下方運(yùn)動(dòng)時(shí)圓弧所對(duì)的圓心角均為600,則粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確;由幾何關(guān)系可知,粒子射入磁場(chǎng)后,第一次經(jīng)過x軸時(shí)與O點(diǎn)的距離為R,第二次經(jīng)過x軸時(shí)與第一次經(jīng)過x軸的距離為2R,則粒子射入磁場(chǎng)后,第二次經(jīng)過x軸時(shí)與O點(diǎn)的距離為3R,選項(xiàng)C正確;故選CD. 15.如圖所示,在一單邊有界磁場(chǎng)的邊界上有一粒子源O,沿垂直磁場(chǎng)方向,以相同速率
23、向磁場(chǎng)中發(fā)出了兩種粒子,a為質(zhì)子(11H),b為α粒子(42He),b的速度方向垂直磁場(chǎng)邊界,a的速度方向與b的速度方向夾角為θ=30°,兩種粒子最后都打到了位于磁場(chǎng)邊界位置的光屏OP上,則( ) A. a、b兩粒子轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為2∶3 B. a、b兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2∶3 C. a、b兩粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2 D. a、b兩粒子打到光屏上的位置到O點(diǎn)的距離之比為1∶2 【答案】BC 15.如圖所示,帶有正電荷的A粒子和B粒子同時(shí)以同樣大小的速度(速度方向與邊界的夾角分別為30°、60°)從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)射入磁場(chǎng),又恰好都不從另一
24、邊界飛出,則下列說(shuō)法中正確的是(? )? A. A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 B. A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為?? C. A、B兩粒子的比荷之比是? D. A、B兩粒子的比荷之比是 【答案】D 【解析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m,解得:; 16.如圖所示,在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中充滿了垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一點(diǎn)電荷從圖中A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)射入,與半徑OA成30°夾角,當(dāng)該電荷離開磁場(chǎng)時(shí),速度方向剛好改變了180°,不計(jì)電荷的重力,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 該點(diǎn)電荷離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線通過O點(diǎn) B. 該點(diǎn)電荷的比荷為 C. 該點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t= D. 該點(diǎn)電荷帶正電 【答案】B 【解析】
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