物理 人教版 选择性必修第二册 第一章 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 课时2　带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动.docx

物理 人教版 选择性必修第二册 第一章 第3节 带电粒子在匀 强 磁场中的运动 课时2　带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题（本大题共7小题） 1． 如图所示，在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为 B ．在 xOy 平面内，从原点 O 处以与 x 轴正方向成 θ 角(0< θ <π)的速率 v 发射一个带正电的粒子(不计重力)，下列说法正确的是 (　　) A．若 v 一定， θ 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若 v 一定， θ 越大，则粒子离开磁场的位置距 O 点越远 C．若 θ 一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D．若 θ 一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 【 答案 】A　 【解析】带正电的粒子从 O 点射入后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 qvB = m ，解得 r = ，当 θ 为锐角时，画出带正电的粒子运动轨迹如图甲所示，由几何关系知，入射点与出射点间的距离 Oa =2 r sin θ = ，粒子在磁场中运动的时间 t = T = ；当 θ 为钝角时，画出带正电的粒子运动轨迹如图乙所示，由几何关系知，入射点与出射点间的距离 Oa =2 r sin(π- θ )= ，粒子在磁场中运动的时间 t = T = ，与第一种情况相同．由上述分析可知，粒子在磁场中运动的时间和速度大小无关，而 θ 越大，运动的时间越短，A正确，D错误；若 v 一定， θ 为锐角且越大时，则 Oa 就越大，但 θ 为钝角且越大时， Oa 越小，B错误；由 qvB = m ， ω = ，解得粒子运动的角速度 ω = ，与速度大小无关，C错误． 【思路导引】对于带电粒子在单边直线边界的匀强磁场中运动，在进出磁场时具有对称性，垂直磁场射入的正负粒子重新回到边界时的速度大小、和边界的夹角与射入磁场时相同．注意本题中分为两种情况，粒子的初速度方向与 x 轴正方向的夹角可以是锐角也可以是钝角． 2． 两个带等量异种电荷的粒子(不计重力)分别以速度 v a 和 v b 射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为 d ，两粒子同时由 A 点出发，同时到达 B 点， A 、 B 连线垂直于磁场边界．如图所示，则 (　　) A． a 粒子带正电， b 粒子带负电 B．两粒子的轨迹半径之比 R a ∶ R b =3 ∶ 1 C．两粒子的质量之比 m a ∶ m b =2 ∶ 1 D．两粒子的速率之比 v a ∶ v b =1 ∶ 4 【 答案 】C　 【解析】由左手定则得， a 粒子带负电， b 粒子带正电，A错误；两粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹