带电粒子在磁场中的运动专题训练(选择题)

带电粒子在磁场中的运动专题训练

选择题部分

一、单项选择题

1如图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球,

从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是（）

A. 地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱

B. 地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱

C. 地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同

D. 地磁场对宇宙射线无阻挡作用

2、许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是（

A安培提出了磁场对运动电荷的作用力的公式

B.奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律

C. 法拉第发现电磁感应现象

D. 牛顿测出万有引力常量

3、磁流体发电是一项新兴技术?如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒

子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场. 图中虚线框部分相当于发电

机.把两个极板与用电器相连，则（）

A. 用电器中的负电

荷运动方向从A到B

B. 用电器中的电流方向从B到A

C. 若只减小喷入粒子的速度，发电机的电动势增大

D. 若只增大磁场，发电机的电动势增大等离子体

I

4、如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，E点位于

■■3

CD边上，且E陀L,三个完全相同的带电粒子 1 2、3分别以大小不同的初速度

u从A点沿AB方向射入该磁场区域，经磁场偏转后粒子1、2、3分别从C点、E点、D点射出.若t i、t2、t3分别表示粒子1、2、3在磁场中的运动时间.

A. u : u : u=6 ：2 - 3 ：3

B. u : u : u=4 : 3 ：2

C. t i : t2 : t3 =2 : 3 :4

D. t i : t2 : t3=3 : 4 ：6I

X I

X

则以下判断正确的是

ix

iX

A.电子经过磁场的时间为

弐B

3Bq

.电子经过磁场的时间为

C.磁场半径R 为卬-

Bq

.AC 间的距离为细

qB

的绝缘水平地面上，物块 A 带正电，物块 B 为不带电的绝缘块?水平恒力 F 作用在物块B

上，使A 、B 一起由静止开始向左运动，在 A B —起向左运动的过程中，以下关于

A B 受

力和运动的说法中正确的是（

D .两物体运动的加速度减小

6、如图所示，质量为 m ,电荷量为+q 的带电粒子，以不同的初速度两次从

0点垂直于磁感

线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从

0N=3 4,则下列说法中错误的是（

7、月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱.探测器通过测量运动

电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：下图是探测器在月球上 位置所探测到的电子运动轨迹的照片，

设在各位置电子速率相同， 且电子进入磁场时速度方

向均与磁场方向垂直?则由照片可判断这四个位置中磁场最弱的是（

&如图所示，一个电子沿A0方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为 R 的圆内。若电

q ,磁感应强度为 B 。电子在磁场中偏转后从 C 点射出,

/ AOC=120，下面结论正确的是（

5、某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,

A B 两个物块叠放在一起，并置于光滑

A. A 对B 的压力变小

B. B 对A 的摩擦力保持不变

C. A 对B 的摩擦力变大

N 两点射出磁场，测得 0M

A. 两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为 1 :

B. 两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为

C. 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为

D. 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为

A 、

B 、CD 四个

A.

子速度为u ，质量为m 带电量为 1

3:

3: 4 3

4: m 3Bq

9、圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为

B ?一带电粒子（不计重力）以

某一初速度沿直径方向射入，穿过磁场的时间为 t ，速度方向偏转60。.如图所示，根据上述

条件可求下列哪个物理量

（

）

A. 带电粒子在磁场中运动的半径

B. 带电粒子的初速度

C. 带电粒子的荷质比

D. 带电粒子的质量

的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）

A. M 带负电，N 带正电 B . M 的速度率小于 N 的速率 C.洛伦兹力对 M N 做正功D . M 的运行时间大于 N 的运行时间

11、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量和电荷量均相等的正、

负离子（不计重力）分别以相同速度沿与 x 轴成30。角从原点射入磁场，则正、负离子在

磁场中（

）

A. 运动时间之比为 1 : 2

B. 运动时间之比为 2 : 1

C. 运动轨道半径不相等

D.

重新回到边界的位置与 O 点的距离相

等

12、如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一 初速度沿截面直径方

向入射，穿过此区域的时间为 t ，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向

的匀强磁场，磁感应强度大小为 B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射并沿某一直径

方向飞出此区域时，速度方向偏转角为 理量（

）

① 带电粒子的比荷

② 带电粒子在磁场中运动的周期 ③ 带电粒子在磁场中运动的半径 ④ 带电粒子的初速度.

A. ①② B .①③ C .②③ D .③④

10、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

60。，如图所示，根据上述条件可求下列哪几种物

X

X

13、如图混合正离子束先后通过正交电场磁场区域i 和匀强磁场区域n.

在区域i 中不偏转，进入区域n 后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（

二、多项选择题

14、图所示，O 点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为

m 电荷量为q 的带正电的粒子,

它们的速度大小相等、 速度方向均在xOy 平面内。在直线x = a 与x = 2a 之间存在垂直于xOy 平面向外的磁感应强度为

B 的匀强磁场，与y 轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁

度之差增大

如果这束正离子束

A.速度 .质量

C.电荷 D

.比荷

X

?.X J

V

1

冥

1 1

乩 1

场右边界射出。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力 .关于这些粒子的运动，下列说法正

确的是（

）

A.粒子的速度大小为 2aqB m

B.粒子的速度大小为

aqB m

C.与y 轴正方向成120°角发射的粒子在磁场中运动的时间最长

D.与y 轴正方向成90°角发射的粒子在磁场中运动的时间最长

15、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

d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是（

A. 粒子带正电

B.

射出粒子的最大速度为

Bq(3d L)

2m

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

X x X X X X X X X Jt X ?

X 3(

X X X

X X X X X X X X X X K X

D.保持d 和B 不变，增大

射出粒子的最大速度与最小速

划

-VW ￡ tL t +t

16、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分

析器通道中心线的半径为

R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为

电荷量为q 的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器, 进入磁分析器，最终打到胶片上的

Q 点?不计粒子重力?下列说法正确的是（

若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

若只将交变电压的周期变为

2T ,仍可用此装置加速质子

质子第n 次被加速前后的轨道半径之比为 ?. n 1 ： 、、n

E ,磁分析

器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为

B 、方向垂直纸面向外.

一质量为

m

由P 点垂直边界

A.

粒子一定带正电 B. 加速电场的电压U

1

ER

2 C.

2 ______ 直径 PQ B qmER

加連咀场

梅电好析n

A

噜 ? ■

■ 4

D. 17、如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场

组成的速度选择器，然后粒子通过平板

S 上的狭缝P,进入

另一匀强磁场

B'，最终打在 AA 上.下列表述正确的是

A. 粒子带负电

B. 所有打在AA 上的粒子，在磁场 B'中运动时间都相同

C.

能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于 -

B

D. 粒子打在AA 2上的位置越靠近 P,粒子的比荷 —越大

m

18、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示

:.Di 和D 2是两个中空的半 圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中， 它们接在电压为

U 周期为T 的交流电源上.位

于D 圆心处的质子源 A 能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速. 质子被加速到最大动能 E k 后，再将它们引出?忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法

中正确的是（

A. 若只增大交变电压 U,则质子的最大动能 E ＜会变大

B. 若只增大交变电压

U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短

C. D. B 和匀强电场E

B

S

19、某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠

放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘?在t i=0时刻，

水平恒力F作用在物块B上，物块A B由静止开始做加速度相同的运动.在 A B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是

X X X X X

x x MZL_X x

x_ X X

X X X X

A.图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系

B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系

C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系

D.图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系

20、如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不

同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图.若带电粒

子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（

A. 三个粒子都带正电荷

B. c粒子速率最小

C. c粒子在磁场中运动时间最短

D. 它们做圆周运动的

T=T=T；

21、磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如图所示，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有

两块面积为S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v,气

体的电导率（电阻率的倒数）为§.则（

）

B. 两板间电势差为U=Bdv 上Q冷4

X X 彳

上.下列说法正确的是( )

D. 若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置

24、如图所示为一个质量为带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,

细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v o向右运动直至处于平衡状态，则

圆环克服摩擦力做的功可能为

X X X X

A. 0 B . 1 mVo C

2

3 2 m g

2q2B 2尹

v2

2 2

m g ~

2 q B

C.流经R的电流强度为|

Bdv

D.流经R的电流强度为I B dVS g

gSR d

22、如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁

场B后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是

( )

A. 磁场B减小，油滴动能增加

B. 磁场B增大，油滴机械能不变

C. 使磁场方向反向，油滴动能减小

D. 使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小

23、如图所示，一个质量为m电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入

电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M

B.粒子在磁场中运动的时间t=

eB

A.粒子进入磁场时的速率

C.粒子在磁场中运动的轨道半径