1、课时作业25磁场对运动电荷的作用时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t，若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上两个微粒所受重力均忽略新微粒运动的()A轨迹为pb，至屏幕的时间将小于tB轨迹为pc，至屏幕的时间将大于tC轨迹为pb，至屏幕的时间将等于tD轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t解析：碰撞过程其动量守恒，所以碰撞前后动量不变由r知，微粒的轨道半径不变，故其轨迹仍为pa，但由于碰后其运动速率比原来小
2、，所以至屏幕时间将大于t.答案：D2质子(p)和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和R，周期分别为Tp和T.则下列选项正确的是()ARpR12TpT12BRpR11TpT11CRpR11TpT12DRpR12TpT11解析：由洛伦兹力提供向心力，则qvBm，R，由此得：由周期T得：，故A选项正确答案：A图23如图2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：由r知B减小，r越来越大，故电子的径
3、迹是a.图3答案：B4如图3所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图，它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，线圈中通有如图3所示方向的电流当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“”表示电子束)它将()A向上偏转B向下偏转C向右偏转 D向左偏转解析：由右手定则判断在偏转线圈内部存在水平向左的磁场，再由左手定则判定电子束向上偏转答案：A5如图4所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且
4、N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是()图4A带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场图5解析：画轨迹草图如图5所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故A、B、D正确答案：ABD6如图6所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里P为屏上的一小孔，PC与MN垂直一群质量为m 、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内
5、，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()图6A. B.C. D.图7解析：能打到的范围中最远点为2R处，其中R为轨迹半径，R，最近点为2Rcos处，所以总长度L2R2Rcos.答案：D图87如图8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B12B2，一带电荷量为q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B1的磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点()A. B.C. D.图9解析：粒子在磁场中的运动轨迹如图9所示由周期公式T知，粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间t ，所以B选项正确答案：B8(2010重庆高考)如图10所示，矩形
6、MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示图10粒子编号质量电荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为()A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5解析：由左手定则可以判断a、b带同种电荷，且与C电性相反，再由R可以判断5个粒子做圆周运动的半径分别为、，结合题图半径可以判断只有选项D正确答案：D二、计算题(31236)图119如图11中M
7、N表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域，最后到达平板上的P点已知B、v以及P到O的距离l，不计重力，求此粒子的电荷量q与质量m之比解析：粒子初速度v垂直于磁场，粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，设其半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有qvBm因粒子经O点时的速度垂直于OP，故OP为直径，l2R由此得答案：图1210如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域、中，A2A4与A1A3的夹角为60.一质
8、量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与A1A3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入区，最后再从A4处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)解析：图13设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A4点射出用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场区和区中磁感应强度、轨道半径和周期qvB1mqvB2mT1，T2，设圆形区域的半径为r.如图13所示，已知带电粒子过圆心且垂直A2A4进入区磁场连接A1A2，A1OA2为等边三角形，A2
9、为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径R1A1A2OA2r圆心角A1A2O60，带电粒子在区磁场中运动的时间为t1T1带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点，即R2r，在区磁场中运动的时间为t2T2带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间tt1t2由以上各式可得B1B2.答案：B1B211如图14所示，在直角坐标系的第象限和第象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B5.0103 T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里质量为m6.641027kg、电荷量为q3.21019C的粒子(不计粒子重力)，由静止开始经加速电压为U1205 V的电场(图中未画出)加速后，从坐标点M(4，)处平行于x轴向右运动，并先后通过两个匀强磁场区域图14(1)请你求出粒子在磁场中的运动半径；(2)你在图中画出粒子从直线x4到直线x4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x4交点的坐标；(3)求出粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间解析：(1)粒子在电场中被加速，由动能定理得qUmv2粒子在磁场中偏转，则牛顿第二定律得qvBm联立解得r(m)(2)由几何关系可得，粒子恰好垂直穿过分界线，故正确图象为(如图15所示)(3)带电粒子在磁场中的运动周期T图15粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为，在磁场中的运动总时间tT6.5106(s)答案：(1)(m)(2)略(3)6.5106(s)