人教版高中物理选修3-1带电粒子在磁场中的运动典型例题和习题精选

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带电粒子在磁场中的运动典型例题和习题精选

典型例题

关于带电粒子在磁场中的运动周期

例1 如图所示,正、负电子初速度垂直于 磁场方向,沿与边界成

入匀强磁场中,求它们在磁场中的运动时间之比.

解析:正电子将沿逆时针方向运动,经过磁场的偏转角为:

负电子将沿顺时针方向运动,经过磁场的偏转角为

角的方向射

因为正、负电子在磁场中运动的周期相同(

),故它们的角速度也相同,根

可知,正、负电子在磁场中运动的时间之比为:

关于带电粒子在磁场中的运动轨迹

例2 如图所示的矩形abcd范围内有垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,且ab长度为L,现有荷质比为 的横向偏移y和偏向角

的正高离子在a处沿ab方向射入磁场,求离子通过磁场后(设离子刚好从C点飞出).

,易知圆心在图中的O处,

解析:离子作匀速圆周运动从

即a、c两处速度垂线的交点处.

横向偏移

故有

从图中易知偏向角

即为圆心角,而

∴ 习题精选

1、如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场区域内(磁场垂直纸面向里),有一离子(不计重力)从匀强电场左边飞入,恰能沿直线飞过此区域,则( )

A.若离子带正电,E方向应向下 B.若离子带负电,E方向应向上 C.若离子带正电,E方向应向上

D.不管离子带何种电荷,E的方向都向下

2、ab是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面(即纸面),并且指向纸外,有一束粒子对准a端射入弯管,如图所示,粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子,则( )

A.只有速度大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 B.只有质量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 C.只有动量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 D.只有动能大小一定的粒子可沿中心线通过弯管

3、质子和 粒子由静止出发经过同一加速电场加速后,沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是( )

A.速度之比为2:1 B.周期之比为1:2 C.半径之比为1:2 D.角速度之比为1:1

4、如图所示,一带电粒子(重力不计)在匀强磁 场中沿图中轨道运动,中央是一簿绝缘板,粒子在穿过绝缘板时有动能损失,由图可知( )

A.粒子的动动方向是abcde B.粒子带正电

C.粒子的运动方向是edcba

D.粒子在下半周期比上半周期所用时间长 参考答案

1、AD 2、C 3、B 4、BC

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