第2讲 带电粒子在电场、磁场中的运动
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一、选择题:每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~7题有多项符合题目要求.
1.(2019年广东名校质检)在静电场中由静止释放一电子,该电子仅在电场力作用下沿直线运动,其加速度a随时间t的变化规律如图所示.则( )
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A.该电场可能为匀强电场
B.电子的运动轨迹与该电场的等势面垂直
C.电子运动过程中途经各点的电势逐渐降低
D.电子具有的电势能逐渐增大
【答案】B
2.(2019年河北衡水模拟)如图甲所示,在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场,规定垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示,t=0时刻,一个比荷为=1.0×104 C/kg的正电荷从(0,)处以v0=1.0×104 m/s的速度沿y轴负方向射人磁场,则正电荷从射人磁场至第一次经过x轴所需的时间为( )
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A.8π×10-5 s B.π×10-5 s
C.1.2π×10-4 s D.×10-5 s
【答案】C
【解析】洛伦兹力提供向心力,则qv0B=m,解得r=0.4 m;圆周运动的周期为T==8π×10-5 s,则粒子每次圆周运动持续三分之一周期,对应的圆心角为120°,位移大小2rsin 60°= m,位移方向与y轴负方向成60°角,正电荷射入磁场后到x轴的轨迹如图,正电荷第一次运动到x轴应为A点,运动时间为t=T=1.2π×10-4 s,选项C正确.
3.(2019年北京卷)如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出.下列说法正确的是( )
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A.粒子带正电
B.粒子在b点速率大于在a点速率
C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出
D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
【答案】C
【解析】由题可知,粒子向下偏转,根据左手定则,所以粒子应带负电,故A错误;由于洛伦兹力不做功,所以粒子动能不变,即粒子在b点速率与a点速率相等,故B错误;若仅减小磁感应强度,由公式qvB=m得r=,所以磁感应强度减小,半径增大,所以粒子有可能从b点右侧射出,故C正确;若仅减小入射速率,粒子运动半径减小,在磁场中运动的偏转角可能由变成π,则粒子在磁场中运动时间可能不变,也可能变长,故D错误.