2012版高中物理全程复习方略配套课件：选修3-1.8.2磁场对运动电荷的作用 .ppt

,1.初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（）A.电子将向右偏转,速率不变B.电子将向左偏转,速率改变C.电子将向左偏转,速率不变D.电子将向右偏转,速率改变【解析】选A.导线在电子附近产生的磁场方向垂直纸面向里,由左手定则知,电子受到的洛伦兹力方向向右,电子向右偏转,但由于洛伦兹力不做功,电子速率不变,A正确.,2.劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙.下列说法不正确的是（）A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子获得的最大动能与加速电压无关C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量,【解析】选C.离子在磁场中做匀速圆周运动，速度越大，轨道半径越大，所以离子要从加速器的中心附近进入加速器.洛伦兹力总是垂直于速度的方向，所以磁场是不对离子做功的，它的作用只是改变离子的速度方向，而电场的作用才是加速离子，使之获得能量.离子的最大动能与加速电压无关,由此可见，选项A、B、D是正确的,故选C.,3.（2011长沙模拟）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、电量为q的带电粒子，在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.由这些条件可知下列说法正确的是（）,A.不能确定粒子通过y轴时的位置B.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,【解析】选B.由题可知粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆弧，所以半径为x0，因此粒子从y轴距离原点x0处射出.又由半径公式则又由可知选项B正确，A、C、D错误.,4.(2011泉州模拟)如图,质量为m、电量为e的电子的初速度为零,经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为B的偏转磁场(磁场方向垂直纸面),其运动轨迹如图所示.以下说法中正确的是（）A.加速电场的场强方向向上B.偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C.电子在电场中运动和在磁场中运动时,加速度都不变,都是匀变速运动D.电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为,【解析】选D.因电子受电场力方向向上,故加速电场的场强方向向下,A错误;由左手定则知磁感应强度方向垂直纸面向外,B错误;电子在电场中运动的加速度不变,做匀变速运动,电子在磁场中做匀速圆周运动,C错误;由得洛伦兹力故D正确.,5.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（）A.变大B.变小C.不变D.条件不足，无法判断【解析】选B.加一个垂直纸面向外的匀强磁场，带负电的滑块下滑时受到垂直于斜面向下的洛伦兹力，使得物块受到的摩擦力增大，故滑至底端时的速率变小，所以A、C、D项错误，B正确.,6.(2011合肥模拟)如图所示,在NOQ范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场,在MOQ范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场,M、O、N在一条直线上,MOQ=60,这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B.离子源中的离子带电荷量为+q,质量为m,通过小孔O1进入两板间电压为U的加速电场区域(可认为初速度为零),离子经电场加速后由小孔O2射出,再从O点进入磁场区域,此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN,不计离子的重力.,(1)若加速电场两板间电压U=U0,求离子进入磁场后做圆周运动的半径R0.(2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为L,若离子能通过P点,求加速电压U和离子从O点到P点的运动时间.,【解析】(1)离子在电场中加速时离子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力解得(2)离子进入磁场时的运动轨迹如图所示,由几何关系可知要保证离子通过P点L=nR,答案:,一、洛伦兹力的理解1.洛伦兹力和安培力的关系洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.2.洛伦兹力方向的特点（1）洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面.（2）当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化.（3）用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时,要注意将四指指向电荷运动的反方向.,3.洛伦兹力与电场力的比较,（1）洛伦兹力方向与速度方向一定垂直,而电场力的方向与速度方向无必然联系.电场力的方向总是沿电场线的切线方向.（2）安培力是洛伦兹力的宏观表现,但各自的表现形式不同,洛伦兹力对运动电荷永远不做功,而安培力对通电导线可做正功,可做负功,也可不做功.,【例证1】（15分）如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直.一质量为m、电荷量为-q(q0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场.粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点.已知OP=l，OQ=l.不计重力.求：（1）M点与坐标原点O间的距离；（2）粒子从P点运动到M点所用的时间.,【解题指导】解答此题应把握以下两点：,【自主解答】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为，则,（1分）（2分）（1分）其中x0=l，y0=l.又有（1分）联立式，得=30（1分）因为M、O、Q点在圆周上，MOQ=90，所以MQ为直径.从图中的几何关系可知，R=l（2分）MO=6l（1分）,答案：,【变式训练】（2011漳州模拟）带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示.运动中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为（）A.v0B.1C.2v0D.,【解析】选C.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则由得若加电场则有又由r=v0t，则故,二、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提,确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础,有时需要建立运动时间t和转过的圆心角之间的关系作为辅助.,（1）圆心的确定基本思路:即圆心一定在与速度方向垂直的直线上.有两种方法:已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图甲所示,P点为入射点,M点为出射点）.,已知入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图乙所示,P为入射点,M为出射点）.,（2）半径的确定和计算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径（或圆心角）,并注意以下两个重要的几何特点:粒子速度的偏向角等于圆心角（）,并等于AB弦与切线的夹角（弦切角）的2倍（如图所示）,即相对的弦切角（）相等,与相邻的弦切角（）互补,即+=180.,（3）运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时,其运动时间可表示为或,（1）解题时做图尽量准确,以利于几何关系的确定.（2）特别关注几何图形中边角关系,勾股定理与三角函数是常用的数学知识.,【例证2】（2011厦门模拟）（18分）如图所示，质量为m，电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内，射入时的速度方向不同，但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏MN上，求：（1）电子从y轴穿过的范围；（2）荧光屏上光斑的长度；（3）所加磁场范围的最小面积.,【解题指导】在审题时要关注以下两点：（1）从第一象限射入的电子，速度的大小相同，速度的方向分布在0到90的范围内.（2）电子穿过磁场后都能垂直地射到MN光屏上，要利用好“垂直”这个条件.,【标准解答】（1）设粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿第二定律得：即（2分）电子从y轴穿过的范围OM=2R=（2分）（2）如图所示，初速度沿x轴正方向的电子沿弧OA运动到荧光屏MN上的P点，（1分）初速度沿y轴正方向的电子沿弧OC运动到荧光屏MN上的Q点（1分）由几何知识可得PQ=R=（2分）,（3）取与x轴正方向成角的方向射入的电子为研究对象，其射出磁场的点为E（x,y），因其射出后能垂直打到荧光屏MN上，故有：x=-Rsin（2分）y=R+Rcos（2分）即x2+(y-R)2=R2（2分）又因为电子沿x轴正方向射入时，射出的边界点为A点；沿y轴正方向射入时，射出的边界点为C点，故所加最小面积的磁场的边界是以（0，R）为圆心、R为半径的圆的一部分，如图中实线圆弧所围区域，所以磁场范围的最小面积为：（4分）,答案：（1）（2）（3）,【规律方法】巧解带电粒子在有界磁场中运动问题（1）分析思路三步走：确定圆心，画出轨迹；找几何关系，定物理量；画动态图，定临界状态.,（2）分析方法四优法几何对称法：粒子的运动轨迹关于入射点和出射点的中垂线对称.动态放缩法：速度越大半径越大，但速度方向不变的粒子圆心在垂直速度方向的直线上.旋转平移法：定点粒子源发射速度大小相等、方向不同的所有粒子的轨迹圆圆心在以入射点为圆心，半径的圆上，相当于将一个定圆以入射点为圆心旋转.数学解析法：写出轨迹圆和圆形边界的解析方程，应用物理和数学知识求解.,【变式训练】(2011巢湖模拟)实验室需要用电子打击静止在P点的粒子,先让电子在直线加速器中经过电压U加速,再从小孔O沿OO方向水平飞出.已知OP的距离为d,OP与OO的夹角为,电子的质量为m,电量为-e,要使电子能打到P点,可在直线加速器左侧加一个垂直于纸面的磁场,求磁感应强度的表达式并说明方向.,【解析】设磁感应强度为B,电子速率为v,电子做圆周运动的半径为R.在电子加速过程对电子用动能定理电子做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力,根据电子轨迹得到几何关系联立式解得:方向垂直纸面向里答案:方向垂直纸面向里,三、有关洛伦兹力的多解问题1.带电粒子电性不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，当粒子具有相同速度时，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，导致多解.如图所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a，若带负电，其轨迹为b.,2.磁场方向不确定形成多解磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度大小，而未说明磁感应强度方向，则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解.如图所示，带正电的粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b.,3.临界状态不惟一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,由于粒子运动轨迹是圆弧状,因此,它可能穿过去了,也可能转过180从入射面边界反向飞出,如图所示,于是形成了多解.,4.运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场,部分是磁场的空间运动时,运动往往具有往复性,从而形成多解，如图所示.,要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的可能性，画出其运动轨迹，分阶段、分层次地求解.,【例证3】（14分）如图甲所示，MN为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力.求：,（1）磁感应强度B0的大小.（2）要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值.,【解题指导】解答本题时可按以下流程分析:,【自主解答】设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向.（1）正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力（1分）做匀速圆周运动的周期（1分）由两式得磁感应强度（2分）,（2）要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场，v0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T0时，有R=（2分）当两板之间正离子运动n个周期，即nT0时，有R=（n=1，2，3）.（4分）联立求解，得正离子的速度的可能值为（n=1，2，3）.（4分）答案：（1）（2）（n=1，2，3）,【互动探究】在例证3第（2）问中，v0的最大值是多少？当速度最大时，离子由M板到达N板的时间是多少？,【解析】由于(n=1,2,3,)当n=1时，v0有最大值，其最大值为：当v0最大时，离子由M板运动到N板恰好用了一个周期，故运动时间为：t=T0.答案：,【例证4】如图所示为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心，OH为对称轴，夹角为2的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M，且OM=d.现有一正离子束以小发散角,（纸面内）从C射出，这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能会聚到D，试求：（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象）；（2）离子沿与CM成角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间.,【标准解答】（1）如图所示，设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R由R=d可得磁场方向垂直纸面向外.,（2）设沿CN方向运动的离子速度大小为v，在磁场中的轨道半径为R，运动时间为t由vcos=v0得离子在磁场中做匀速圆周运动的周期运动时间,对问题分析不全面导致错误如图所示，长为L的水平板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间的距离为L，质量为m、电荷量为q的正粒子（不考虑重力）,从左边板间中央处垂直磁场以速度v水平射入磁场，要使粒子不打在板上，求粒子速度的大小.,【易错分析】在解答本题时易犯错误具体分析如下,【正确解答】要使粒子不打在板上,那么粒子经过磁场后，可在板的右侧或者左侧穿出磁场，依据题意.粒子打在板上的临界状态，如图所示，即从板左侧B点或者右侧A点穿出磁场.,根据几何关系：由牛顿第二定律得：解得其临界值分别为：故粒子打不到板上的速度分别为或正确答案：或,1.(2011徐州模拟)如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此径迹可知粒子（）,A.带正电，由下往上运动B.带正电，由上往下运动C.带负电，由上往下运动D.带负电，由下往上运动【解析】选A.粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛伦兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电.故选A.,2.(2011济南模拟)如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是()A.a粒子速率最大B.c粒子速率最大C.c粒子在磁场中运动时间最长D.它们做圆周运动的周期TaTbTc,【解析】,3.(2011深圳模拟)如图所示的是电视机显像管及其偏转线圈L，如果发现电视画面幅度比正常时偏大，可能是因为（）A.电子枪发射能力减弱，电子数减少B.加速电场电压过低，电子速率偏小C.偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱,【解析】选B.电子偏转的半径与电子数无关，A错误；根据知，故v越小，电子在磁场中偏转半径越小，通过磁场区域时，偏转角越大，B正确；B越小，r越大，偏转角度越小，故C、D错误.,4.（2010海南高考）如图所示，左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行于金属板,面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧FG所对应的圆心角为，不计重力.求：(1)离子速度的大小；(2)离子的质量.,【解析】(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，它所受的洛伦兹力和向下的电场力平衡：qvB0=qE0.式中，v是离子运动速度的大小，E0是平行金属板之间的匀强电场的强度，由解得,(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有式中，m和r分别是离子的质量和它做圆周运动的半径.由题设，离子从磁场边界上的点G穿出，离子运动的圆周的圆心O必在过E点垂直于EF的直线上，且在EG的垂直平分线上(如图).,由几何关系得r=Rtan式中，是OO与直径EF的夹角，由几何关系得2+=联立得，离子的质量为答案：（1）（2）,一、选择题（本大题共10小题，每小题7分，共70分.每小题只有一个选项正确）1.（2011泉州模拟）质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场，如图为质谱仪的原理图.设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子（不计重力），经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP=x，则在图中能正确反映x与U之间的函数关系的是（）,【解析】选B.带电粒子先经加速电场加速，故进入磁场后偏转，两式联立得所以B正确.,2.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是（）A.当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动,【解析】选C.无论从哪端通入电流，螺线管内的磁场方向总与电子流运动的方向平行，故电子流不受洛伦兹力的作用.,3.（2011武汉模拟）如图所示,在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一个质量为m、电量为+q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60.若粒子能从AB边穿出磁场，则粒子在磁场中运动的过程中，到AB边的最大距离为（）A.B.C.D.,【解析】选B.从AB边射出的粒子符合题意的运动轨迹如图所示.设粒子在磁场中运动的轨道半径为R，由得OD=OOsin30=Rsin30=则到AB边的最大距离为故选B.,4.如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心，进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入.则下面判断错误的是（）,A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B.两电子在两磁场中运动的时间有可能相同C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场,【解析】选D.在磁场中洛伦兹力提供做圆周运动的向心力，由得可知两电子运动半径相同，A正确.设圆形磁场的半径为r，当r=R时，电子的速度此时电子速度竖直向下穿出磁场，这时两电子的运动时间相同，B正确.当电子的速度vv0时，进入圆形磁场区域的电子运动轨迹所对应的圆心角小，先飞离磁场，C正确，D错，故选D.,5.如图所示,在屏MN的右方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔.PC与MN垂直,一群质量为m、带电荷量为-q的粒子（不计重力）,以相同的速率v从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内,且散开在与PC夹角为的范围内,则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（）A.B.C.D.,【解析】选D.各粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨道半径相同为运用左手定则确定各粒子的洛伦兹力方向,并定出圆心和轨迹.垂直于屏MN方向射入磁场的粒子落点离P点距离最远为x1=2R,与PC夹角为的粒子射入磁场时落点离P点距离最近为x2=2Rcos,所以屏MN上被粒子打中的区域的长度为x=x1-x2=2R（1-cos）=所以D正确.,6.如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）A.在b、n之间某点B.在n、a之间某点C.a点D.在a、m之间某点,【解析】选C.设正方形区域边长为L，由题目可知若磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，可知则氢核会从a点射出.,7.电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（）A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛伦兹力作用时，运动速度改变、动能改变,【解析】选B.因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时F=Bqv，当粒子速度与磁场平行时F=0.再者由于洛伦兹力的方向永远与粒子速度方向垂直，因此速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错误.因为+q改为-q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由F=Bqv知大小不变，所以B选项正确.因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场成任意夹角，所以C选项错误.因为洛伦兹力总与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，粒子动能不变，洛伦兹力只改变粒子的运动方向，所以D选项错误.,8.A、B、C是三个完全相同的带正电小球，从同一高度开始自由下落，A球穿过一水平方向的匀强磁场；B球下落过程中穿过水平方向的匀强电场；C球直接落地，如图所示.试比较三个小球下落过程中所需的时间tA、tB、tC的长短及三个小球到达地面的速率vA、vB、vC间的大小关系，下列说法正确的是（）A.tAtB=tCvBvA=vCB.tA=tBtCvAvB=vCC.tA=tB=tCvA=vBvCD.tAtBtCvA=vBvC,【解析】选A.A球进入匀强磁场中除受重力外还受洛伦兹力，改变A的运动方向洛伦兹力方向随之改变，洛伦兹力方向斜向上，因此向上方向有分力阻碍小球自由下落，延长下落时间，而B与C球在竖直方向只受重力作用，竖直方向均做自由落体运动，故下落时间tAtB=tC.三个带电球均受重力的作用，下落过程由于重力做正功，速度均增加.A球下落时虽受洛伦兹力作用，但洛伦兹力对电荷并不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故A、C两球的速度大小相等.而B球下落进入电场时，电场力对小球做正功，使小球B的动能增大，因此落地时B球的动能最大，即vBvA=vC.,9.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.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和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下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述不正确的是（）,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E/BD.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【解题提示】本题涉及到加速电场的加速，正交电磁场的速度选择和匀强磁场的偏转等问题，是一个综合性比较大的问题.分段研究,分别进行受力分析和状态分析.,【解析】选D.由加速电场可知粒子所受电场力方向向下，即粒子带正电；在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，所以B项正确；经过速度选择器时满足qE=qvB,可知能通过狭缝P的带电粒子的速率v=E/B，C正确；带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，则有可见当v相同时，R所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越小，A正确，D选项错误.,10.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正、负粒子在磁场中（）A.运动时间相同B.运动轨迹的半径不相同C.重新回到边界时速度大小相同而方向不同D.重新回到边界时与O点的距离相等,【解析】选D.两偏转轨迹的圆心都在射入速度方向的垂线上，可假设它们的半径为某一长度，从而画出两偏转轨迹，如图所示.由此可知它们的运动时间分别为：轨迹半径相等；射出速度方向都与边界成角且偏向相同；