第3章 磁场对运动电荷的作用 自我检测题 Word版含解析.doc

磁场对运动电荷的作用
1．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是(　　)
A．M的运行时间大于N的运行时间
B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M带负电，N带正电
D　[粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，可得qvB＝m再有T＝，联立上式可得T＝由图可知，两个粒子运动时间均为周期的一半，因两粒子质量和带电量均相等，故M的运行时间等于N的运行时间，A错误；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，可得qvB＝m解得r＝在粒子质量与带电量相同的情况下，半径越大说明速率越大，即M的速率大于N的速率，B错误；因洛伦兹力方向和速度方向相互垂直，故洛伦兹力不做功，C错误；由左手定则可判断，M带负电荷，N带正电荷，D正确。]
2．带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是(　　)
A．油滴必带负电荷，电荷量为
B．油滴必带正电荷，比荷＝
C．油滴必带负电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
B　[油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力方向必向上，与重力平衡，故带正电，其电荷量q＝，油滴的比荷为＝，B项正确。]
3．(2019·大庆模拟)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． B． C． D．
B　[粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，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＝＋＝，所以选项B正确。]
4．(2020·江苏常熟期中)如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子(　　)
A．速率一定越大
B．速率一定越小
C．在磁场中通过的路程越长
D．在磁场中的周期一定越大
B　[由周期公式得：T＝，由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T相同，故D错误。
根据t＝T可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，半径越小，由r＝知速率一定越小，B正确，A错误。通过的路程即圆弧的长度l＝rθ，与半径r和圆心角θ有关，故C错误。]
5．如图所示，直线OP上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源O在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2，两个质子都过P点。已知OP＝a，质子1沿与OP成30°角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则(　　)
A．质子1在磁场中运动的半径为a
B．质子2在磁场中的运动周期为
C．质子1在磁场中的运动时间为
D．质子2在磁场中的运动时间为
B　[根据题意作出质子运动轨迹如图所示：由几何知识可知，质子在磁场中做圆周运动的轨道半径：r＝a，故A错误；质子在磁场中做圆周运动的周期：T＝＝，故B正确；由几何知识可知，质子1在磁场中转过的圆心角：θ1＝60°，质子1在磁场中的运动时间：t1＝T＝T＝，故C错误；由几何知识可知，质子2在磁场中转过的圆心角：θ2＝300°，质子2在磁场中的运动时间：t2＝
T＝，故D错误。]
6．(2019·重庆市上学期期末抽检)如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P(3a，a)点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是(　　)
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的比荷为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0
D　[根据题意作出沿y轴正方向发射的带电粒子在磁场中做圆周运动的运动轨迹如图甲所示，圆心为O′，根据几何关系，可知粒子做圆周运动的半径为r＝2a，故A错误；沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的圆心角为，运动时间t0＝，解得：v0＝，选项B错误；沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的圆心角为，对应运动时间为t0，所以粒子运动的周期为T＝3t0，由Bqv0＝mr，则＝，故C错误；在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图乙所示，由几何知识得该粒子做圆周运动的圆心角为，在磁场中的运动时间为2t0，故D正确。]