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3.带电粒子在匀强磁场中的运动
知识点一　带电粒子在匀强磁场中的运动
1.一质子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用，下列说法正确的是（　　）
A.可能做类平抛运动 B.一定做匀变速直线运动
C.可能做匀速直线运动 D.只能做匀速圆周运动
2.〔多选〕如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托卡马克。图乙为其中沿管道方向的一个磁场，越靠管的右侧磁场越强。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，若粒子在图乙磁场中垂直磁场方向运动时，下列说法正确的是（　　）
A.粒子在磁场中运动时，磁场可能对其做功
B.粒子在磁场中运动时，磁场对其一定不做功
C.粒子由磁场的右侧区域向左侧区域运动时，运动半径增大
D.粒子由磁场的右侧区域向左侧区域运动时，运动半径减小
知识点二　带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期
3.如图所示，水平导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将（　　）
A.沿路径a运动，轨迹是圆 B.沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C.沿路径a运动，轨迹半径越来越小 D.沿路径b运动，轨迹半径越来越小
4.（2025·黑龙江哈尔滨期中）1932年，美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子。如图所示，在垂直于图平面的匀强磁场（图中未标出）中，这是一个正电子穿过铅板时的轨迹。关于图中的信息，下列说法正确的是（　　）
A.粒子的运动轨迹是抛物线
B.粒子在铅板上方运动的速度大于在铅板下方运动的速度
C.粒子从上向下穿过铅板
D.匀强磁场的方向垂直图平面向里
5.〔多选〕如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为B1、B2，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是（　　）
A.电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P
B.电子运动一周回到P点所用的时间T＝
C.B1＝4B2
D.B1＝2B2
6.有三束粒子，分别是质子H）、氚核H）和αHe）粒子束，如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场（磁场方向垂直于纸面向里），图中能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是（　　）
知识点三　带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题
7.如图所示，在平面坐标系xOy的第一象限内，存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带正电的粒子，沿x轴正方向以速度v0从y轴上的点P1（0，a）射入磁场，从x轴上的点P2（2a，0）射出磁场，不计粒子受到的重力，则粒子的比荷为（　　）
A. B.C. D.
8.比荷不相等的带电粒子M和N，以相同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运动的半圆轨迹（M的轨迹圆半径大于N的轨迹圆半径）如图中虚线所示。下列说法正确的是（　　）
A.M的带电荷量大于N的带电荷量 B.M的质量小于N的质量
C.M的运行时间小于N的运行时间 D.M的运行时间大于N的运行时间
9.如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场（未画出），一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（　　）
A.2∶1 B.∶1 C.1∶1 D.∶2
10.〔多选〕如图所示，截面为正方形的容器处在匀强磁场中，一束电子从孔A垂直磁场射入容器中，其中一部分从C孔射出，一部分从D孔射出，则下列叙述正确的是（　　）
A.从两孔射出的电子速率之比vC∶vD＝2∶1
B.从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比tC∶tD＝1∶2
C.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比aC∶aD＝∶1
D.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比aC∶aD＝2∶1
11.如图，在坐标系的第一象限和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为（　　）
A. B.
C. D.
12.如图所示，平面直角坐标系的第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），一带正电的粒子，电荷量为q，质量为m，从y轴上的点A沿某方向射入磁场，若干时间后到达第四象限的点B，粒子在点B的速度大小为v，方向与y轴平行，不计重力，求：
（1）匀强磁场B的大小；
（2）粒子从点A到点B的时间t。
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