第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动（1）-2021-2022学年高二物理课后培优练（人教版2019选择性必修第二册）

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第 3 节 带电粒子在匀强磁场中的运动（1）
本课重点 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
本课难点 分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
一、单选题
1．如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量与电荷量都相等的正、负粒子分别以相同速
率沿与 x轴成 30°角的方向从原点射入磁场，不计粒子重力，则正、负粒子在磁场中运动的时间之比为（　　）
A．1 2∶B．2 1∶C．1∶D．1 1∶
2．如图所示，a和b是从 A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的
半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且 ，不计重力的影响，则由此可知（
）
A．两粒子均带正电，质量之比 B．两粒子均带负电，质量之比
C．两粒子均带正电，质量之比 D．两粒子均带负电，质量之比
3．下列说法正确的是（　　）
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力，则该处的磁感应强度一定为 0
C．带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期与轨道半径成正比
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直
4．如图所示，长方形 的长 ，宽 ， 、 分别是 、 的中点，以 为圆心、 为半径
的圆弧和以 为圆心、 为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（ 边界上无磁场），磁感
应强度 。一群不计重力、质量 、电荷量 的带正电粒子以速度 沿
垂直 且垂直于磁场方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用，则下列判断正确的是（　　）
A．从 边射入的粒子，出射点全部分布在 边
B．从 边射入的粒子，出射点全部分布在 边
C．从 边射入的粒子，出射点分布在 边
D．从 边射入的粒子，出射点全部通过 点
5．初速度为 v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初
始运动方向如图所示，则（　　）
A．电子将向左偏转，速率不变，半径变小 B．电子将向左偏转，速率改变，半径变小
C．电子将向右偏转，速率不变，半径变大 D．电子将向右偏转，速率改变，半径变大
6．某种高速带电粒子流，具有较强的穿透能力。如图虚线为该粒子流在气泡室中穿透一张黑纸的粒子径迹照片，
气泡室里有垂直纸面的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．磁场方向一定垂直纸面向里 B．磁场方向一定垂直纸面向外
C．粒子一定从左向右穿越黑纸 D．粒子一定从右向左穿越黑纸
二、多选题
7．如图所示，MN 表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并垂直穿过薄金属板，
虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子（　　）
A．带正电荷
B．沿 方向运动
C．穿越金属板后，轨迹半径变大
D．穿越金属板后，所受洛伦兹力变小
8．如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱
轴线方向的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以 速度沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方
向偏转 角；该带电粒子第二次以速度 从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，
速度方向偏转 角，则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（　　）
A．半径之比为 B．速度之比为 C．时间之比为 D．时间之比为
9．如图所示，直线 上方存在着范围足够大的匀强磁场，在边界上的 点垂直于磁场且垂直于边界方向同时
发射两个相同的粒子 1和2，其中粒子 1经过 点，粒子 2经过 点。已知 、 、 三点在一条直线上，且
，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列判断正确的是（　　）
A．两个粒子的速率之比
B．两个粒子的速率之比
C．两个粒子同时经过 点和 点
D．粒子 2在磁场中运动的时间较长
10．如图所示，在矩形区域 ACDE 中有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，从 A点沿 AC 方向发射三个相同的带
电粒子，三粒子分别从 E、P、D射出。已知 ， ，则下列说法正确的是（　　）
A．三粒子在匀强磁场中的速率之比为 1：2：5
B．三粒子在匀强磁场中的速率之比为 2：3：5
C．三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为 5：2：1
D．三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为 180：90：53
三、解答题
11．如图所示，边长为 L的等边三角形区域 内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为
B，d、e分别为 、 边的中点，a点左侧有两平行正对极板（两极板间有恒定电压）两极板中心分别开有小
孔O、 ，且 O、 、a、b在同一直线上。现有一质量为 m、电荷量为 q的带正电粒子，若粒子自孔 O由静止
释放，恰好从 e点飞出磁场，不计粒子所受重力。
（1）求两极板间的电压 U；
（2）若粒子恰好从 d点飞出磁场，求粒子从孔 O进入平行极板时的初动能 。
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