【精准解析】高中物理人教版选修3-1课时作业：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动

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课时作业(二十一)　带电粒子在匀强磁场中的运动

一、单项选择题

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，则(　　)

A．只有速度 v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

B．只有质量 m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

C．只有质量 m与速度 v的乘积大小一定的粒子可以沿中心

线通过弯管

D．只有动能 Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

解析：因为粒子能通过弯管要有一定的半径，其半径 r＝R.

所以 r＝R＝，由粒子的 q、B都相同，则只有当 mv一定时，粒

子才能通过弯管．

答案：C

2．质量和电荷量都相等的带电粒子 M和N，以不同的速度

经小孔 S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，

下列表述正确的是(　　)

A．M带负电，N带正电

B．M的速率小于 N的速率

C．洛伦兹力对 M、N做正功

D．M的运行时间大于 N的运行时间

解析：根据左手定则可知 N带正电，M带负电，选项 A正确；

由qvB＝m得r＝，由题知 m、q、B相同，且 rN<rM，所以

vM>vN，选项 B错误；由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运

动方向垂直，故洛伦兹力不会对 M、N做功，选项 C错误；又周

期T＝＝，两个带电粒子在磁场中运动的周期相等，由图可知两

个粒子在磁场中均偏转了半个周期，故在磁场中运动的时间相等

故选项 D错误．

答案：A

3．(2015·全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小

不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子

(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 (

)

A．轨道半径减小，角速度增大

B．轨道半径减小，角速度减小

C．轨道半径增大，角速度增大

D．轨道半径增大，角速度减小

解析：分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱

磁场区域后，粒子的速度 v大小不变，磁感应强度 B减小，由公

式r＝可知，轨道半径增大．分析角速度：由公式 T＝可知，粒子

在磁场中运动的周期增大，根据 ω＝知角速度减小．选项 D正确．

答案：D

二、多项选择题

4．(2015·课标全国Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的

磁感应强度是Ⅱ中的 k倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区

域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子(　　)

A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的 k倍

B．加速度的大小是Ⅰ中的 k倍

C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的 k倍

D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等

解析：电子在两匀强磁场Ⅰ、Ⅱ中做匀速圆周运动，根据牛

顿第二定律可得 evB＝，可得 r＝，即＝＝，选项 A正确；由 a＝

得，＝＝，选项 B错误；根据周期公式 T＝，可得＝＝，选项 C

正确；根据角速度公式 ω＝，可得＝＝，选项 D错误．

答案：AC

如图，两个初速度大小相同的同种离子 a和b，从 O点沿垂

直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏 P上，不计重力，下列说

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