2017年高中物理课时跟踪检测十六磁吃运动电荷的作用_洛伦兹力教科版选修3_120170926240.wps
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1、课时跟踪检测(十六) 磁场对运动电荷的作用洛伦兹力 1(2015全国卷 )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:选 D 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 mv 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 qB 2m 2 T 可知,粒子在磁场中运动的周期增大,根据 知角速度减小。选
2、项 D 正确。 qB T 2.如图 1 所示,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画 出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出,从 Q 点穿越铝板后到达 PQ 的 中点 O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上 方和下方的磁感应强度大小之比为( ) 图 1 A2 B. 2 C1 D. 2 2 解析:选 D 根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知:带电粒子 在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径 r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径 r2的 2 mv21 mv1 2mEk 倍。设 粒子在
3、P 点的速度为 v1,根据牛顿第二定律可得 qv1B1 ,则 B1 ;同理, r1 qr1 qr1 1 2m Ek 2 mv2 B1 2 B2 ,则 ,D 正确,A、B、C 错误。 qr2 qr2 B2 2 3(多选)(2015全国卷 )有两个匀强磁场区域 和 , 中的磁感应强度是 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 中运动的电子相比, 中的电子 ( ) A运动轨迹的半径是 中的 k 倍 1 B加速度的大小是 中的 k 倍 C做圆周运动的周期是 中的 k 倍 D做圆周运动的角速度与 中的相等 解 析:选 AC 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动,且 磁场磁
4、感应强度 B1 mv2 mv 1 是 磁场磁感应强度 B2的 k 倍。由 qvB 得 r ,即 中电子运动轨迹的半径是 中 r qB B F 合 qvB a2 1 2r 的 k 倍,选项 A 正确。由 F 合ma 得 a B,所以 ,选项 B 错误。由 T m m a1 k v T2 2 2 T1 1 得 Tr,所以 k,选项 C 正确。由 得 ,选项 D 错误。 T1 T 1 T2 k 4“” 人造小太阳 托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽 可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体 的温度 T 成正比,为约束更高温度的等离子
5、体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的 运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度 B 正比于( ) A. T BT C. T3 DT2 解析:选 A 由题意可知,等离子体的动能 EkcT(c 是比例系数),在磁场中做半径一定 v2 mv 2mEk 2mc 的圆周运动,由 qvBm 可知,B T,因此 A 项正确,B、C、D 项错误。 r rq rq rq 5(多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图 2 中的正方形为其边界。一细束 由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从 O 点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电 荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子,不计重力
6、,下列说法正确的是 ( ) 图 2 A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同 D在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大 解析:选 BD 入射速度不同的粒子,若它们入射速度方向相同,且从左边边界出去,则 mv 运动时间 相同,虽然轨迹不一样,但圆心角相同,故 A 错误;在磁场中半径 r ,运动圆弧 qB m 对应的半径与速率成正比, 故 B 正确;在磁场中运动时间:t ( 为转过圆心角),虽圆 qB 心角可能相同,但半径可能不同,所以运动轨迹不同,故 C 错误;由于它们的周期相
7、同,在磁 2 场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角也一定越大,故 D 正确。 6. (多选)在一个边界为等边三角形的区域内,存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场, 在磁场边界上的 P点处有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子 a、b、c(不计重力)沿同一方 向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图 3 所示,用 ta、tb、tc分别表示 a、b、c通过磁场 的时间;用 ra、rb、rc分别表示 a、b、c在磁场中的运动半径,则下列判断正确的是( ) 图 3 Atatbtc Btctbta Crcrbra Drbrarc 解析:选 AC 粒子在磁场中做匀速圆周运动,由图示情景可知: 粒子轨道半
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