专题21 洛伦磁力、带电粒子在匀强磁场中的运动
1．（多选）如图，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B；一群电子以不同速率v从边界上P点以相同的方向射入磁场。其中某一速率为v0电子从Q点射出。已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断
A．该匀强磁场的方向垂直纸面向里
B．所有电子在磁场中的轨迹相同
C．速率大于v0的电子在磁场中运动时间长
D．所有电子的速度方向都改变了2θ
【答案】AD
【解析】由左手定则可知，该匀强磁场的方向垂直纸面向里，A选项正确；由qvB＝得R＝，可知所有电子在磁场中的轨迹不相同，B选项错误；由电子在磁场中运动周期T＝得T＝，电子在磁场中运动时间t＝T＝，所以所有电子在磁场中的运动时间都相同，C选项错误；所有电子偏转角度相同，所有电子的速度方向都改变了2θ，D选项正确。
7．为了科学研究的需要，常常将质子（H）和α粒子（He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场（偏转磁场）中，磁感应强度大小为B。如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同，如图中虚线所示，偏转磁场也相同。比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα、运动的周期TH和Tα的大小，有
A．EH＝Eα，TH＝Tα B．EH＝Eα，TH≠Tα
C．EH≠Eα，TH＝Tα D．EH≠Eα，TH≠ Tα
【答案】B
8．如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（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 B．
C．1 D．
【答案】D
【解析】设粒子在铝板上方和下方的速率及轨道半径分别为v1、v2及R1、R2。
由牛顿第二定律及洛伦兹力公式得：qv1B上＝①qv2B下＝②
由题意知：R1＝2R2③mv＝×mv④联立①②③④得：＝，选项D正确。
9．（多选）图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是
A．电子与正电子的偏转方向一定不同
B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小
【答案】AC
