专题突破练9 磁场 带电粒子在磁场中的运动 <br />(时间:45分钟 满分:100分) <br />一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分。在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项符合题目要求,第6~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) <br />1. <br /> <br />如图所示,M、N、P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=60°。在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处,则O点的磁感应强度大小为B2,那么B2与B1之比为( ) <br />A.∶1 B.∶2 C.1∶1 D.1∶2 <br />答案 B <br />解析 如图所示,当通有电流的长直导线在M、N两处时,根据安培定则可知,二者在圆心O处产生的磁感应强度方向向下,大小都为。当将M处长直导线移到P处时,两直导线在圆心O处产生的磁感应强度大小也为,作平行四边形,由图中的几何关系,可得cos 30°=,故选项B正确。 <br /> <br />2.(2017湖北八校联考)已知粒子(即氦原子核)质量约为质子的4倍,带正电荷,电荷量为元电荷的2倍。质子和粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) <br />A.若它们的动量大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为2∶1 <br />B.若它们的速度大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为1∶4 <br />C.若它们的动能大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为1∶2 <br />D.若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场,则质子和粒子的运动半径之比约为1∶2 <br />答案 A <br />解析 设质子的质量为m,电荷量为q,则α粒子的质量为4m,电荷量为2q。它们在同一匀强磁场中做匀速圆周运动过程中,洛伦兹力充当向心力,故Bqv=m,解得r=。若它们的动量大小相同,即mv相同,则r∝,所以运动半径之比为2∶1,A正确;若它们的速度相同,由,B错误;若它们的动能大小相同,根据p=可得 <br /> <br />=1,C错误;若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场,根据动能定理可得进入磁场时的速度为v=,即vα=vH,故半径之比为,D错误。 <br />3. <br /> <br />(2017天津五区县联考)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点。以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过C点的通电直导线所受安培力的方向为( ) <br />A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 <br />C.沿x轴正方向 D.沿x轴负方向 <br />答案 B <br />解析 由安培定则可知,导线A、B的电流在C处的合磁场水平向右,导线O的电流在C处的磁场也是水平向右,故三条导线的电流在O处的合磁场方向水平向右。再由左手定则可知,C点的通电直导线所受安培力的方向为竖直向下,沿着y轴的负方向,故B正确。 <br />4. <br /> <br />如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)以速度v从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2L,要使粒子从CD边射出,则v的取值范围为( ) <br />A.≤v≤ B.≤v≤ <br />C.≤v≤ D.≤v≤ <br />答案 A <br />解析 <br /> <br /> <br />根据洛伦兹力充当向心力可知,v=,因此半径越大,速度越大;根据几何关系可知,使粒子从CD边射出,当轨迹与AD边相切时速度最大,则由几何关系可知,最大半径为(+1)L;故最大速度应为vmax=;速度最小时,半径最小,此时半径为,则vmin=,故速度范围≤v≤,故选项A正确。 <br />5. <br /> <br />(2017江西师大附中模拟)在xOy坐标系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直纸面向里的匀强磁场,在x轴上A(L,0)点同时以相同速率v沿不同方向发出a、b两个相同带电粒子(粒子重力不计),其中a沿平行+y方向发射,经磁场偏转后,均先后到达y轴上的B点(0,L),则两个粒子到达B点的时间差为( ) <br />A. B. C. D. 〚导学号88904152〛 <br />答案 D <br />解析 作出a、b的运动的轨迹如图所示,对于a的运动轨迹,由几何关系得R2=(R-L)2+(L)2,解得R=2L,a粒子的偏转角sin θ=,所以θ=π。同理,可得b粒子的偏转角β=π,a粒子在磁场中运动的时间tA=,b粒子在磁场中运动的时间tB=,它们到达B点的时间差Δt=tB-tA=,D正确。 <br /> <br />6. <br /> <br />在物理学发展过程中,观测、实验、假...
