广东省汕头市澄海中学高中物理 第三章 磁场 带电粒子在磁场中运动练习（四） 新人教版选修3-1

28 广东省汕头市澄海中学高中物理广东省汕头市澄海中学高中物理 第三章第三章 磁场磁场 带电粒子在磁场中运动练带电粒子在磁场中运动练 习 四 习 四 新人教版选修新人教版选修 3 13 1 巩固练习巩固练习 1 一带电粒子 沿垂直于磁场的方向射人一匀强磁场 粒子的一段径迹如图 径迹上每一小段都可以看成圆弧 由于带电粒子使沿 途空气电离 粒子的能量逐渐减小 电量不变 则可判定 A 粒子从 a 到 b 带正电 B 粒子从 b 到 a 带正电 C 粒子从 a 到 b 带负电 D 粒子从 b 到 a 带负电 2 如图所示的是质谱仪的原理图 A 为粒子加速器 电压为 Ul B 为速度选择器 磁场与电场垂 直 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 电量 为 q 的正离子经加速后 恰能通过速度选择器 进入分离器后做半径为 R 的匀速圆周运动 不计 重力 求 1 粒子的速度 V 2 速度选择器的电压 U2 3 粒子在 B2磁场中做匀速圆周运动的半径 R 3 如图所示 一带电质点的质量为m 电荷为q 以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射 入图中第一象限所示的区域 为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ox的速度v射出 可在适 当的地方加一个垂直于xoy平面 磁感应强度为B的匀强磁场 若此磁场仅分布在一个圆形区域 内 求 这圆形磁场区域的最小半径最小半径 重力忽略不计 a b O y x y v 29 4 磁流体发电是一项新兴持术 它可以把气体的内能直接转化为电能 如图所 示是磁流体发电机 的装置 A B 组成一对平行电极 两板间距为 d 内有磁感应强度为 B 的匀强磁场 现持续将一 束等离子体 即高温下电离的气体 含有大量带正电和负电的微粒 而整体呈中性 垂直喷入磁 场 每个离子的速度为 v 电量大小为 q 忽略两极之间的等效内阻 求 稳定时 电势较高的是哪个极 磁流体发电机的电动势多大 外电阻 R 上消耗的功率为多大 5 如图所示 在区域 内为加速电场 两板间加速电压为 U 板间距离为 d 区域 内 都有磁感应强度为 B 的匀强磁场 但方向相反 在孔 S 处有一带电量为 q 质量为 m 的粒子由静止 开始被两板间的电场加速后 从孔 S 处垂直磁场方向进入区域 要求使该粒子通过某一路径绕 行一周后返回 S 点 已知区域 的宽度为 L 求 qB qUm 2 6 试绘出粒子在电场 磁场中的运动轨迹 区域 的宽度至少为多大 求该粒子周期性往返运动的周期 6 如图所示 以 MN 为界的两匀强磁场 磁感应强度 B1 2B2 方向垂直纸面向里 现有一质量为 SS 30 m 带电量为 q 的正粒子 从 O 点沿图示方向进入B1中 求 画出此粒子的运动轨迹 经过多长时间粒子重新回到 O 点 7 如图所示 虚线 MN 右侧有垂直纸面向外的匀强磁场 B 从 MN 上一点 O 可以向磁场区域发射电量为 q 质量为 m 速率为 V 的粒子 粒子速度方向可在纸 面内各个方向 已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的 P 点相遇 PO L 不计重力及粒子 间相互作用 求 粒子在磁场内运动的轨道半径 求这两个粒子从 O 点射入磁场的时间间隔 8 如图所示 两块平行放置的金属板 上板带正电 下板带等量负电 在两板间有一垂直纸面向 里的匀强磁场 一电子从两板左侧以速度v0沿金属板方向射入 当两板间磁场的磁感强度为B1时 电子从a点射出两板 射出时的速度为 2v0 当两板间磁场的磁感强度为B2时 电子从b点射出时 的侧移量 竖直方向上位移 仅为从a点射出时侧移量的 1 4 求 电子从b点射出的速率 9 如图所示 空间存在正交的电场和磁场 一离子在电场力和洛仑兹力的作用下 由静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动 到达 B 点时速度为零 C 点是运动过程的最低点 忽略重力 则 A 这离子一定带正电荷 B A 点 B 点位于同一高度 C 离子在 C 点时速度最大 D 离子到达 B 点后 将沿原曲线返回到 A 点 O M N P 31 10 如图所示 质量为 1g 的小环带 4 10 4C 正电 套在长直的绝缘杆上 两者间的动摩擦因数 0 2 将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中 杆所在的竖直平面与磁场垂直 杆与电场夹角为 37 若E 10N C B 0 5T 小环从静止释放 求 1 当小环加速度最大时 环的速度和加速度 2 当小环速度最大时 环的速度和加速度 11 如图为电磁流量计的示意图 直径为d 的