新人教版高中物理选择性必修第二册课时练3带电粒子在匀强磁场中的运动A卷含解析

带电粒子在匀强磁场中的运动(A卷)　(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1．如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方电子的初速度方向与电流I的方向相同，均平行于纸面水平向左。下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是(　　)【解析】选C。由安培定则可知，在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外，根据左手定则可以得知电子受到的力向下，电子向下偏转；通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的，离导线越远，电流产生的磁场的磁感应强度越小，由半径公式r＝ eq \f(mv,Bq) 知，电子的运动的轨迹半径越来越大，故C正确，A、B、D错误。【加固训练】如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将(　　)A．沿路径a运动，轨迹是圆B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小【解析】选B。由安培定则及左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲，又由r＝ eq \f(mv,qB) 知，B减小，r越来越大，故电子的径迹是a，B正确，A、C、D错误。2．有三束粒子，分别是质子( eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H)、氚核( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)和α( eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He)粒子束，如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，图中能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是(　　)【解析】选C。由粒子在磁场中运动的半径r＝ eq \f(mv,qB) 可知，质子、氚核、α粒子轨迹半径之比r1∶r2∶r3＝ eq \f(m1v,q1B) ∶ eq \f(m2v,q2B) ∶ eq \f(m3v,q3B) ＝ eq \f(m1,q1) ∶ eq \f(m2,q2) ∶ eq \f(m3,q3) ＝1∶3∶2，所以三种粒子的轨道半径应该是质子最小、氚核最大，选项C正确。3.如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(　　)A． eq \f(2πm,qB1) 　　　　　　　　B． eq \f(2πm,qB2) C． eq \f(2πm,q（B1＋B2）)  D． eq \f(πm,q（B1＋B2）) 【解析】选B。粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由周期公式T＝ eq \f(2πm,qB) 知，粒子从O点进入磁场B1到再一次通过O点的时间t＝ eq \f(2πm,qB1) ＋ eq \f(πm,qB2) ＝ eq \f(2πm,qB2) ，所以B选项正确。【加固训练】如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度为 eq \f(B,2) 的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R。则(　　)A．粒子经偏转后一定能回到原点OB．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1C．粒子完成一次周期性运动的时间为 eq \f(2πm,3qB) D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R【解析】选D。根据左手定则可知，粒子向右偏转，经过x轴进入下方磁场，因为磁感应强度减半，R＝ eq \f(mv,qB) ，所以半径加倍，继续向右偏转，所以粒子经偏转不能回到原点O，故A错误；粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，故B错误；粒子在磁场中运动周期T＝ eq \f(2πm,qB) ，粒子完成一次周期性运动的时间为t1＋t2＝ eq \f(πm,3qB) ＋ eq \f(πm,3q\f(B,2)) ＝ eq \f(πm,qB) ，故C错误；根据几何关系可知，粒子第一次经过x轴前进的距离为R，第二次继续前进r，因为粒子在下方磁场中运动半径r＝2R，所以粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进R＋r＝3R，故D正确。4.长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(　　)A．使粒子的速度v> eq \f(Bql,4m) B．使粒子的速度v