高中物理 磁场（二）带电粒子在匀强磁场中的运动拔高训练.doc

带电粒子在匀强磁场中的运动拔高训练1.(多选) 某电量为q的粒子(不计重力)以垂直于匀强磁场的速度v，从a点进入长为d、宽为l的匀强磁场区域，偏转后从b点离开磁场，水平位移为s，如图所示，若磁场的磁感应强度为b，那么()a粒子带负电 b. 粒子在磁场中的运动时间tc. 洛伦兹力对粒子做的功是wbqvl d电子在b点的速度值也为v2. 如图，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()a2 b c1 d3(多选) 如图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场匀强磁场的磁感应强度为b，匀强电场的电场强度为e.平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2.平板s下方有磁感应强度为b0的匀强磁场下列表述错误的是()a质谱仪是分析同位素的重要工具b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外c能通过狭缝p的带电粒子的速率等于d粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的比荷越小4两个电荷量分别为q和q的带电粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60，磁场宽度为d，两粒子同时由a点出发，同时到达b点，如图所示，则()aa粒子带负电，b粒子带正电 b两粒子的轨道半径之比rarb1c两粒子的质量之比mamb12 d两粒子的速度之比vavb125. (多选) 用来加速带电粒子的回旋加速器,其核心部分是两个d形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连,带电粒子在磁场中运动的动能ek随时间t的变化规律如图所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是( ) a. 伴随粒子动能变大,应有(t2-t1)(t3-t2)(t4-t3)b. 高频电源的变化周期应该等于(tn-tn-1)c. 高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1)d. 要想粒子获得的最大动能增大,可增加d形盒的半径6. 质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为u1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为b1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为b2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动求：(1) 粒子的速度v为多少？(2) 速度选择器的电压u2为多少？(3) 粒子在b2磁场中做匀速圆周运动的半径r为多大？7. 如图所示，在x轴上方有磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向里的匀强磁场x轴下方有磁感应强度大小为b/2，方向垂直纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)，从x轴上o点以速度v0垂直x轴向上射出。求：(1) 射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴？(2) 粒子第二次到达x轴时离o点的距离8. 如图所示，在xoy直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电量为q、质量为m的离子经过电压为u的电场加速后，从x上的a点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的p点且垂直y轴进入电场区域，在电场偏转并击中x轴上的c点。已知oaocd。求电场强度e和磁感强度b的大小。1.【答案】ad2.【答案】d3.【答案】d【解析】 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，a对。速度选择器中电场力与洛伦兹力是一对平衡力，即qvbqe，故v。据左手定则可以确定，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，b、c对。粒子在匀强磁场中运动的半径r ，即粒子的比荷 ，由此看出粒子运动的半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的比荷越大，d错。4.【答案】ac【解析】 根据左手定则可判定a带负电，同理可知b带正电，所以选项a正确；由图可知，两个粒子在磁场中的半径之比为1，所以选项b错误；圆弧所对应的圆心角分别为120、60，故所用时间分别为 ta、 tb，根据t 可知 ma mb，所以可解得mamb12，故选项c正确；根据r 可知，vavbrarb1，所以选项d错误。5.【答案】cd6.【答案】 (1) (2) b1d (3) 【解析】 (1) 在a中，e被加速电场u1加速，由动能定理有eu1mv2得v .(2) 在b中，e受的电场力和洛伦兹力大小相等，即eevb1，代入v值得u2b1d .(3) 在c中，e受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径r，代入v值解得r .7【答案】(1)(2)【解析】 粒子射出后受洛伦兹力做匀速圆周运动，运动半个圆周后第一次到达x轴，以向下的速度v0进入x轴下方磁场，又运动半个圆周后第二次