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高考物理试题《粒子在有界磁场中运动》试题巩固(2017年最新版)(十)
![]() 参考答案: 本题解析: 本题难度:简单 2、选择题 两个电荷量相等的带电粒子,在同一匀强磁场中只受磁场力作用而做匀速圆周运动。下列说法中正确的是( ? ) 参考答案:A 本题解析: 本题难度:一般 3、选择题 质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图2中虚线所示.下列表述正确的是( ) |
参考答案:A:由左手定则判断出M带正电荷,带负电荷,A正确;
B:粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力qvB=mv2r,半径为:r=mvqB,在质量与电量相同的情况下,半径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,B错误;
C:洛伦兹力不做功,C错误;
D:粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一半,而周期为T=2πmqB,M的运行时间等于N的运行时间,故D错误.
故选:A
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d,金属板之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴与金属板中心线重合,y轴垂直于金属板,在区域Ⅰ和区域Ⅱ内存在方向相同的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1和B2,且B1<B2,一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间,在平行板间恰好沿着x轴正方向做直线运动,并由区域Ⅰ进入区域Ⅱ,然后经过y轴离开区域Ⅰ,已知区域Ⅰ沿x轴方向宽度为
2B1e |
参考答案:(1)粒子在板间做直线运动,则洛伦兹力和电场力相等:ev0B=eUd
得:U=Bv0d
(2)粒子的轨迹如图,在区域I、II内,由qvB=mvR得:
R1=mv0eB1
同理:R2=mv0eB2
(3)由几何关系可知:LR1=sinθ1
得:θ1=60°
θ1=θ2=60°
由:T=2πRv
得:T=2πmqB
则t1=16T1=πm3eB1
t2=16T2=πm3eB2
t=2t1+t2=πm3e(2B1+1B2)
答:(1)两金属板之间电势差U为Bv0d;
(2)电子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的半径R1和R2分别为mv0eB1、mv0eB2;
(3)电子两次经过y轴的时间间隔t为πm3e(2B1+1B2).
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法错误的是( )
A.三个粒子都带正电荷
B.c粒子速率最小
C.c粒子在磁场中运动时间最短
D.它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc
参考答案:A、三个带电粒子均向上偏转,射入磁场时所受的洛伦兹力均向上,根据左手定则判断得知:三个粒子都带正电荷.故A正确.
B、粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,根据qvB=mv2r,可得:r=mvqB,则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则由图知,a粒子的轨迹半径最小,c粒子的轨迹半径最大,则a粒子速率最小,c粒子速率最大,故B错误,
C、D三个带电粒子的质量和电荷量都相同,由粒子运动的周期 T=2πmqB及 t=θ2πT,θ是粒子轨迹对应的圆心角,也等于速度的偏转角,可知,三粒子运动的周期相同,即Ta=Tb=Tc.
由图知,a在磁场中运动的偏转角最大,运动的时间最长,c在磁场中运动的偏转角最小,c粒子在磁场中运动时间最短,故CD正确.
本题选错误的,故选:B.
本题解析:
本题难度:简单
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