【答案】D
【考点定位】考查了带电粒子在有界磁场中的运动
【方法技巧】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式
,周期公式,运动时间公式,知道粒子在磁场中运动半径和速
度有关,运动周期和速度无关,画轨迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题。
16.【2016·四川卷】如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域,当速度大小为vb时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为tb,当速度大小为vc时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为tc,不计粒子重力。则
A.vb:vc=1:2,tb:tc=2:1 B.vb:vc=2:2,tb:tc=1:2 C.vb:vc=2:1,tb:tc=2:1 D.vb:vc=1:2,tb:tc=1:2
【答案】A
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动
【名师点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;做此类型的习题,关键是画出
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几何轨迹图,找出半径关系及偏转的角度关系;注意粒子在同一磁场中运动的周期与速度是
无关的;记住两个常用的公式:
二、多选选择题
和。
1.【2011·海南卷】空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图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.下列说法正确的是( )
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 【答案】BC
【解析】两种粒子均做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力:,解得
,入射速度v相同的粒子,轨道半径r相同,在磁场中的运动轨迹相同,B正确;
周期,不管粒子速度是否相同,周期都相同,A错误;但在磁场中的运动
时间还与轨道半径r有关,当半径r小于或等于四分之一边长时,在磁场中运动半圈,圆心角为180°,运动时间最长,D错误;半径大于四分之一边长还要分两种情况讨论,但是运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同,C正确;
【考点定位】带电粒子在有界匀强磁场中的运动
2.【2011·浙江卷】利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板
MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是
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A.粒子带正电
B.射出粒子的最大速度为
C.保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D.保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 【答案】BC
【考点定位】带电粒子在匀强磁场中的运动
3.【2012·江苏卷】如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场. 若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有
A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0 B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0
C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-qBd/2m D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+qBd/2m 【答案】BC 【解析】粒子速度
垂直MN边界进入磁场时到边界上的的落点最远,距离为
,若粒子速度不与MN垂直,落点在A点左侧,如图示A项错,
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【考点定位】本题考查带电粒子在磁场中的运动及其相关知识
4.【2014·新课标全国卷Ⅱ】如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是
A.电子与正电子的偏转方向一定不同 B.电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子 D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小 【答案】AC
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