带电粒子在复合场中的运动
(45分钟 100分)
(20分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，1～3题为单选题，4题为多选题)
1.(2018·宿州模拟)根据电磁理论，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k，其中k为已知常量。现有一半径为r，匝数为N的线圈，线圈未通电流时，加水平且平行于线圈平面、大小为BC的匀强磁场，小磁针指向在线圈平面内(不考虑地磁场)，给线圈通上待测电流后，小磁针水平偏转了α角。则 ( )
A.待测电流在圆心O处产生的磁感应强度BO=BCsin α
B.待测电流Ix的大小Ix=
C.仅改变电流方向，小磁针转向不会变化
D.仅改变电流大小可以使小磁针垂直于线圈平面
【解析】选B。所加磁场磁感应强度BC与待测电流在圆心O处产生的磁感应强度BO的关系如图所示，有：BO=BCtan α，A错误；由题意可知BO=k，解得Ix=，B正确；仅改变电流方向，环形电流产生的磁场的磁感应强度方向改变，小磁针转向发生变化，C错误；仅改变电流大小，环形电流产生的磁场的磁感应强度方向不变，大小改变，合场强不能与线圈平面垂直，小磁针也不能垂直于线圈平面，D错误。
2.(2019·岳阳模拟)如图所示，粒子源P会发出电荷量相等的带电粒子，这些粒子经装置M加速并筛选后，能以相同的速度从A点垂直磁场方向沿AB射入正方形匀强磁场ABCD，粒子1、粒子2分别从AD中点和C点射出磁场。不计粒子重力，则粒子1和粒子2 ( )
A.均带正电，质量之比为4∶1
B.均带负电，质量之比为1∶4
C.均带正电，质量之比为2∶1
D.均带负电，质量之比为1∶2
【解析】选B。由图示可知，粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左，由左手定则可知，粒子带负电；设正方形的边长为L，由图示可知，粒子轨道半径分别为r1=L，r2=L，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB=m，m=∝r，则==，故B正确。
