吉林省吉林市第一中学高二物理上学期反馈作业（35）.doc

带电粒子在磁场中运动的基本问题()1如果一带电粒子匀速进入一个磁场，除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中可能做a匀速直线运动b平抛运动c匀加速直线运动 d变速曲线运动()2.质量和电荷量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图1中虚线所示，下列表述正确的是am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对m、n做正功dm的运行时间大于n的运行时间()3.如图2所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从a点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra2rb，则可知(重力不计)a两粒子都带正电，质量比ma/mb4b两粒子都带负电，质量比ma/mb4c两粒子都带正电，质量比ma/mb1/4d两粒子都带负电，质量比ma/mb1/4对质谱仪和回旋加速器原理的理解()4.如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个d形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两d形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，d形盒半径为r.用该回旋加速器加速质子(质量数为1，核电荷数为1)时，匀强磁场的磁感应强度为b，高频交流电周期为t.(粒子通过狭缝的时间忽略不计)则a质子在d形盒中做匀速圆周运动的周期为2tb质子被加速后的最大速度可能超过c质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关d不改变b和t，该回旋加速器也能用于加速粒子(质量数为4，核电荷数为2)()5.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图4所示，离子源s产生的各种不同正离子束(速度可看为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片p上，设离子在p上的位置到入口处s1的距离为x，可以判断a若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大b若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小c只要x相同，则离子质量一定相同d只要x相同，则离子的比荷一定相同()6.如图所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为b.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从x轴上到原点的距离为x0的p点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场不计重力的影响由这些条件可知a不能确定粒子通过y轴时的位置b不能确定粒子速度的大小c不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间d以上三个判断都不对()7.如图所示，直角三角形abc中存在一匀强磁场，两个相同的带电粒子先后沿ab方向从a点射入磁场，分别从ac边上的p、q两点射出，则a从p点射出的粒子速度大b从q点射出的粒子速度大c从p点射出的粒子，在磁场中运动时间长d两粒子在磁场中运动时间一样长()8如图7所示，在边界pq上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的o点沿与pq成角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是a在磁场中的运动时间相同b在磁场中运动的轨道半径相同c出边界时两者的速度相同d出边界点到o点的距离相等()9.如图所示，平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为b.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从o点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到a点(图中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则a该粒子带正电ba点与x轴的距离为c粒子由o到a经历时间td运动过程中粒子的速度不变()10长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，板间距离也为l，极板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是a使粒子的速度vc使粒子的速度v d使粒子的速度v0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为b.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从x轴上到原点的距离为x0的p点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场不计重力的影响由这些条件可知()图5a不能确定粒子通过y轴时的位置b不能确定粒子速度的大小c不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间d以上三个判断都不对答案d解析带电粒子以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，故带电粒子一定在磁场中运动了周期，从y轴上距o为x0处射出，回旋角为90，由r可得v，可求出粒子在磁场中运动时的速度大小，另有t，可知粒子在磁场中运动所经历的时间，故选d.7.如图6所示，直角三角形abc中存在一匀强磁场，两个相同的带电粒子先后沿ab方向从a点射入磁场，分别从ac边上的p、q两点射出，则()图6a从p点射出的粒子速度大b从q点射出的粒子速度大c从p点射出的粒子，在磁场中运动时间长d两粒子在磁场中运动时间一样长答案bd解析根据带电粒子在匀强磁场中的运动特点，分别画出从p、q出射的粒子的轨迹如图：由图可知从q出射的粒子的轨道半径更大一些，由qvbm可知，r，所以从q点射出的粒子速度大，a错，b对；粒子在磁场中运动的周期满足t，与速度v无关，所以两个粒子周期相同，又因为轨迹对应的圆心角相等，所以两粒子在磁场中运动时间tt一样长，c错、d对正确答案为b、d.8如图7所示，在边界pq上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的o点沿与pq成角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是()图7a在磁场中的运动时间相同b在磁场中运动的轨道半径相同c出边界时两者的速度相同d出边界点到o点的距离相等答案bcd9.如图8所示，平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为b.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从o点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到a点(图中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则()图8a该粒子带正电ba点与x轴的距离为c粒子由o到a经历时间td运动过程中粒子的速度不变答案bc解析根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，a项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，d项错；粒子做圆周运动的半径r，周期t，从o点到a点速度的偏向角为60，即运动了t，所以由几何知识求得点a与x轴的距离为，粒子由o到a经历时间t，b、c两项正确10长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，板间距离也为l，极板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()a使粒子的速度vc使粒子的速度vd使粒子的速度v答案ab解析如图所示，带电粒子刚好打在极板右边缘时，有r(r1)2l2又r1，所以v1粒子刚好打在极板左边缘时，有r2，v2综合上述分析可知，选项a、b正确11如图9所示，mn是磁感应强度为b的匀强磁场的边界一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从o点射入磁场若粒子速度为v0，最远能落在边界上的a点下列说法正确的有()图9a若粒子落在a点的左侧，其速度一定小于v0b若粒子落在a点的右侧，其速度一定大于v0c若粒子落在a点左、右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0d若粒子落在a点左、右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0答案bc解析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，qv0b，所以r，当带电粒子从不同方向由o点以速度v0进入匀强磁场时，其轨迹是半径为r的圆，轨迹与边界的交点位置最远是离o点2r的距离，即oa2r，落在a点的粒子从o点垂直入射，其他粒子则均落在a点左侧，若落在a点右侧则必须有更大的速度，选项b正确若粒子速度虽然比v0大，但进入磁场时与磁场边界夹角过大或过小，粒子仍有可能落在a点左侧，选项a、d错误若粒子落在a点左右两侧d的范围内，设其半径为r，则r，代入r，r，解得vv0，选项c正确12.如图10所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的p(a,0)点以速度v，沿与x轴正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求：图10(1)匀强磁场的磁感应强度b；(2)穿过第一象限的时间答案(1)(2)解析(1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹，由图中几何关系知：rcos 30a，得：rbqvm得：b.(2)运动时间：t.13如图11，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于xoy所在纸面向外某时刻在xl0、y0处，一质子沿y轴负方向进入磁场；同一时刻，在xl0、y0处，一个粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直不考虑质子与粒子的相互作用，设质子的质量为m，电荷量为e.则：图11(1)如果质子经过坐标原点o，它的速度为多大？(2)如果粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，粒子的速度应为何值？方向如何？答案(1)ebl0/2m(2)ebl0