2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 磁場(chǎng) 第6節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí) 新人教版選修3-1.doc
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第6節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 基礎(chǔ)鞏固 1.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)部的兩個(gè)電子A和B分別以速率v和2v垂直于磁場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,先回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)的是( D ) A.條件不夠無(wú)法比較 B.A先到達(dá) C.B先到達(dá) D.同時(shí)到達(dá) 解析:由周期公式T=可知,運(yùn)動(dòng)周期與速度v無(wú)關(guān).兩個(gè)電子各自經(jīng)過(guò)一個(gè)周期又回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn),故同時(shí)到達(dá),選項(xiàng)D正確. 2.(2018福建泉州高二質(zhì)檢)一電子與質(zhì)子速度相同,都從O點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),則圖中畫出的四段圓弧,哪兩個(gè)是電子和質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的可能軌跡( C ) A.a是電子運(yùn)動(dòng)軌跡,d是質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡 B.b是電子運(yùn)動(dòng)軌跡,c是質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡 C.c是電子運(yùn)動(dòng)軌跡,b是質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡 D.d是電子運(yùn)動(dòng)軌跡,a是質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡 解析:由題意可知,電子與質(zhì)子有相同的速度,且電子質(zhì)量小于質(zhì)子,則電子的半徑小于質(zhì)子,由于電子帶負(fù)電,質(zhì)子帶正電,根據(jù)左手定則可知,電子偏右,質(zhì)子偏左,故選項(xiàng)C正確. 3.(2018銀川高二月考)如圖所示,一水平導(dǎo)線通以電流I,導(dǎo)線下方有一帶正電的微粒(不計(jì)重力),初速度方向與電流平行,關(guān)于微粒的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中,正確的是( D ) A.沿路徑a運(yùn)動(dòng),其軌跡半徑越來(lái)越大 B.沿路徑a運(yùn)動(dòng),其軌跡半徑越來(lái)越小 C.沿路徑b運(yùn)動(dòng),其軌跡半徑越來(lái)越大 D.沿路徑b運(yùn)動(dòng),其軌跡半徑越來(lái)越小 解析:由安培定則可知,在直導(dǎo)線的下方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?根據(jù)左手定則可以得知正電微粒受到的洛倫茲力向上,所以微粒沿路徑b運(yùn)動(dòng);通電直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是以直導(dǎo)線為中心向四周發(fā)散的,離導(dǎo)線越近,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,由半徑公式r=可知,微粒的運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越來(lái)越小,選項(xiàng)D正確. 4.(2018鹽城高二期中)(多選)如圖所示,回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒, 置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩盒分別與高頻電源相連.下列說(shuō)法正確的有 ( AB ) A.粒子被加速后的最大速度隨磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑的增大而增大 B.高頻電源頻率由粒子的質(zhì)量、電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定 C.粒子被加速后的最大動(dòng)能隨高頻電源的加速電壓的增大而增大 D.粒子從磁場(chǎng)中獲得能量 解析:根據(jù)qvB=m得,最大速度v=,則最大動(dòng)能Ekm=mv2=;可知最大動(dòng)能和金屬盒的半徑以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān),與加速的次數(shù)和加速電壓的大小無(wú)關(guān),選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;根據(jù)周期公式T=可知,高頻電源頻率由粒子的質(zhì)量、電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定,選項(xiàng)B正確;粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力,其對(duì)粒子不做功,不能獲得能量,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 5.如圖所示是質(zhì)譜儀示意圖,它可以測(cè)定單個(gè)離子的質(zhì)量,圖中離子源S產(chǎn)生帶電荷量為q的離子,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到記錄它的照相底片P上,測(cè)得它在P上位置與A處水平距離為d,則該離子的位置m大小為( A ) A. B. C. D. 解析:粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程中由動(dòng)能定理得qU=mv2.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,則有=.聯(lián)立以上兩式解得m=. 能力提升 6.如圖所示的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩個(gè)帶電粒子以相同方向垂直穿過(guò)虛線MN所在的平面.一段時(shí)間后又再次同時(shí)穿過(guò)此平面,則可以確定的是( C ) A.兩粒子一定帶有相同的電荷量 B.兩粒子一定帶同種電荷 C.兩粒子一定有相同的比荷 D.兩粒子一定有相同的動(dòng)能 解析:粒子垂直穿過(guò)平面MN,再次穿過(guò)時(shí)速度一定又垂直此平面,因此兩粒子均運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期,即粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相同,由T=可知,兩粒子具有相同的比荷,但可以有不同的質(zhì)量和電荷量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;無(wú)論粒子向哪個(gè)方向繞行,均運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期,所以粒子的電性不能確定,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子運(yùn)動(dòng)的周期與速度無(wú)關(guān),所以動(dòng)能也不能確定,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.(2018哈爾濱模擬)(多選)圖(甲)是回旋加速器的工作原理圖.D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒,它們之間有一定的電勢(shì)差,A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子,在兩盒之間被電場(chǎng)加速.兩半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,所以粒子在半圓盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖(乙)所示,不計(jì)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間,不考慮由相對(duì)論效應(yīng)帶來(lái)的影響,下列判斷正確的是( AC ) A.在Ekt圖中應(yīng)該有tn+1-tn=tn-tn-1 B.在Ekt圖中應(yīng)該有tn+1-tn下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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