高二物理选修3136带电粒子在匀强磁场中的运动Word有详解答案Word文档下载推荐.docx
《高二物理选修3136带电粒子在匀强磁场中的运动Word有详解答案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理选修3136带电粒子在匀强磁场中的运动Word有详解答案Word文档下载推荐.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
2．洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v，洛伦兹力F及磁场B的方向，虚线圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是（ ）
A
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力起到了向心力的作用，一定指向圆心，C、D错误。
运动速度v，洛伦兹力F及磁场B的方向满足左手定则，A正确、B错误。
3．（2012·
临沂模拟）速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是（ ）
D
由qvB＝m得r＝，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D正确。
4.
（北京市第八十中学检测）由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。
所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但相反，例如反质子即为H，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，以相同的速度通过OO′进入匀强磁场B2而形成的4条径迹，则（ ）
A．1、3是反粒子径迹B．2、4为反粒子径迹
C．1、2为反粒子径迹D．4为反α粒子径迹
C
根据左手定则可判定带电粒子在磁场中的偏转方向，从而确定1、2为反粒子径迹。
5．下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。
云室放置在匀强磁场中，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
从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R＝可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A。
6．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形盒构成，其间留有空隙。
下列说法正确的是（ ）
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量
AD
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。
由此可见，选项A、D是正确的。
7．（2012·
平度高二检测）如图所示，一束电子（电荷量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°
，则电子的质量是________，穿过磁场的时间是________。
（1）电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为F洛⊥v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到的洛伦兹力指向的交点上，如图中的O点。
由几何知识可知，所对的圆心角θ＝30°
，OB为半径r。
则r＝＝2d，又因为r＝，得m＝
（2）由于所对应的圆心角为30°
，因此穿过的时间
t＝T＝
又因为T＝，故t＝×
＝
8.
已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动。
如图所示。
求：
（1）液滴在空间受到几个力作用？
（2）液滴带电荷量及电性。
（3）液滴做匀速圆周运动的半径多大？
（1）三
（2）负电， （3）
（1）由于是带电液滴，它必然受重力，又处于电磁场中，还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用。
（2）因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，电荷量由mg＝Eq，求得：
q＝mg/E。
（3）尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，所以仍可用半径公式R＝，把电荷量代入可得：
R＝＝。
能力提升
1．（2011·
临朐一中质检）如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°
角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ）
A.，正电荷 B.，正电荷
C.，负电荷D.，负电荷
粒子穿过y轴正半轴，由左手定则可判断粒子带负电，粒子在磁场中运动轨迹如图所示，由图中几何关系可得：
r＋rsin30°
＝a，解得r＝a
由r＝得：
2．（2012·
衡水模拟）
如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的正电荷（重力忽略不计）以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。
磁场的磁感应强度大小为（ ）
A.B.
C.D.
B
粒子轨迹如图，根据几何关系r＝Rcot，再根据qvB＝，解得B＝，故B正确。
3．（2010·
新泰高二检测）一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。
设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。
在图所示的几种情况中，可能出现的是（ ）
A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确。
C图中粒子应顺时针转，错误。
同理可以判断B错，D对。
4．如图所示的装置，左半部分为速度选择器，右半部分为匀强的偏转电场。
一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上。
已知同位素离子的电荷量为q（q>
0），速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响。
（1）求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；
（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式（用E0、B0、E、q、m、L表示）。
（1）
（2）x＝
（1）能从速度选择器射出的离子满足qE0＝qv0B0①
∴v0＝②
（2）离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，
则x＝v0t③
L＝at2④
由牛顿第二定律得qE＝ma⑤
由②③④⑤解得x＝
5．在电视机的设计制造的过程中，要考虑到地球磁场对电子束偏转的影响，可采用某种技术进行消除，为确定地磁场的影响程度，需先测定地磁场的磁感应强度的大小，在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2，其中B1在水平方向对电子束影响较小可忽略，B2可通过以下装置进行测量。
水平放置的显像管中电子（质量为m，电荷量为e）从电子枪的炽热灯丝上发出后（初速度可视为0），先经电压为U的电场加速，然后沿水平方向自南向北运动（如下图所示），最后打在距电子枪出口水平距离为L的屏上，电子束在屏上的偏移距离为d。
（1）试判断电子束偏向什么方向；
（2）试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2。
（1）偏向东
（2）
（1）根据左手定则，可以判断出电子束偏向东。
（2）电子在电子枪中加速，由动能定理得
eU＝mv2
电子在地磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得B2ev＝m
根据图中的几何关系，有R2＝（R－d）2＋L2
由以上各式解得：
B2＝
升级会员 