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1、a帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)拔高訓(xùn)練1.(多選) 某電量為q的粒子(不計(jì)重力)以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度v,從a點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為d、寬為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,偏轉(zhuǎn)后從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),水平位移為s,如圖所示,若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,那么()A粒子帶負(fù)電 B. 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tC. 洛倫茲力對(duì)粒子做的功是WBqvL D電子在b點(diǎn)的速度值也為v2. 如圖,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫(huà)出)。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出,從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O。已知粒子穿越鋁板時(shí),其動(dòng)能損失一半,速度方向和電荷量不變,不計(jì)重力。鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小
2、之比為()A2 B C1 D3(多選) 如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)存在相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E.平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述錯(cuò)誤的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越小4兩個(gè)電荷量分別為q和q的帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30和60,磁場(chǎng)寬度為a
3、ad,兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),如圖所示,則()Aa粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電 B兩粒子的軌道半徑之比RaRb1C兩粒子的質(zhì)量之比mamb12 D兩粒子的速度之比vavb125. (多選) 用來(lái)加速帶電粒子的回旋加速器,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒.在加速帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩盒分別與高頻電源相連,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示。忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間,則下列判斷正確的是( ) A. 伴隨粒子動(dòng)能變大,應(yīng)有(t2-t1)(t3-t2)(t4-t3)B. 高頻電源的變化周期應(yīng)該等于(tn-tn-1)C. 高頻電源的變化周期應(yīng)該等于2(tn-
4、tn-1)D. 要想粒子獲得的最大動(dòng)能增大,可增加D形盒的半徑6. 質(zhì)譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,板間距離為d;c為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正粒子(不計(jì)重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過(guò)速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)求:(1) 粒子的速度v為多少?(2) 速度選擇器的電壓U2為多少?(3) 粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大?7. 如圖所示,在x軸上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)x軸下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B/2,方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一質(zhì)量為m、電荷
5、量為q的帶電粒子(不計(jì)重力),從x軸上O點(diǎn)以速度vaa0垂直x軸向上射出。求:(1) 射出之后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間粒子第二次到達(dá)x軸?(2) 粒子第二次到達(dá)x軸時(shí)離O點(diǎn)的距離8. 如圖所示,在xOy直角坐標(biāo)系中,第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后,從x上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后過(guò)y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,在電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)。已知OAOCd。求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B的大小。1.【答案】AD2.【答案】D3.【答案】D【解析】 質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同
6、位素的重要工具,A對(duì)。速度選擇器中電場(chǎng)力與洛倫茲力是一對(duì)平衡力,即qvBqE,故v。據(jù)左手定則可以確定,速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,B、C對(duì)。粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r ,即粒子的比荷 ,由此看出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑越小,粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越大,D錯(cuò)。4.【答案】AC【解析】 根據(jù)左手定則可判定a帶負(fù)電,同理可知b帶正電,所以選項(xiàng)A正確;aa由圖可知,兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中的半徑之比為1,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為120、60,故所用時(shí)間分別為 Ta、 Tb,根據(jù)T 可知 ma mb,所以可解得mamb12,故選項(xiàng)C正確;根據(jù)r 可知,vavbrarb1,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.【答案】CD6.【答案】 (1) (2) B1d (3) 【解析】 (1) 在a中,e被加速電場(chǎng)U1加速,由動(dòng)能定理有eU1mv2得v .(2) 在b中,e受的電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等,即eevB1,代入v值得U2B1d .(3) 在c中,e受洛倫茲力作用而做圓周運(yùn)動(dòng),回轉(zhuǎn)半徑R,代入v值解得R .7【答案】(1)(2)【解析】 粒子射出后受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后第一次到達(dá)x軸,以向下的速度v0進(jìn)入x軸下方磁場(chǎng),又運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后第二次到達(dá)x軸。如下圖所示(1) 由
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