第2讲带电粒子在匀强磁场中的运动
一、单项选择题
12018南通期末初速度为v0的电子重力不计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电子将向右偏转速率不变B电子将向左偏转速率改变C电子将向左偏转速率不变D电子将向右偏转速率改变答案A由安培定则可知导线右侧磁场方向垂直纸面向里然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力方向向右因此电子将向右偏转洛伦兹力不做功故其速率不变故B、C、D错误A正确。22018射阳联考如图所示矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法正确的是
A粒子a带负电B粒子c的动能最大C粒子b在磁场中运动的时间最长D粒子b在磁场中运动时的向心力最大答案D由左手定则可知α粒子带正电故A项错误由qvBm可得r由题图可知粒子c的轨迹半径最小粒子b的轨迹半径最大又m、q、B相同所以粒子c的速度最小粒子b的速度最大由Ekmv2知粒子c的动能最小根据洛伦兹力提供向心力有F向qvB则可知
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f粒子b的向心力最大故D项正确、B项错误由T可知粒子a、b、c的周期相同但是粒子b的轨迹所对的圆心角最小则粒子b在磁场中运动的时间最短故C项错误。
32018铜山中学模拟如图所示在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场一个质量为m、电荷量为q的带电粒子重力不计从AB边的中心O以速度v进入磁场粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°若要使粒子能从AC边穿出磁场则匀强磁场的磁感应强度B需满足
AB
BB
CB
DB
答案B若粒子刚好达到C点时其运动轨迹与AC相切如图所示则粒子运动的半径为r0a。由r得粒子要能从AC边射出粒子运行的半径应满足rr0解得B选项B正确。
42018常州一模如图所示在半径为R的圆形区域内有一匀强磁场边界上的A点有一粒子源能在垂直于磁场的平面内沿不同方向向磁场中发射速率相同的同种带电粒子在磁场边界的圆周上可观测到有粒子飞出则粒子在磁场中的运动半径为
ARBCD29
f答案B粒子做圆周运动的圆与圆形磁场圆相交为粒子做圆周运动圆的直径时为出射的一个极点当粒子做圆周运动的圆与圆形磁场圆相切于A点时为出射的另一极点由题可知两极点对应圆形磁场圆的圆心角为60°由几何r