20xx教科版高中物理選修3-134磁場對運(yùn)動電荷的作用——洛倫茲力同步精練(完整版)
【正文】 ， 設(shè)粒子從 S到 a、 b所需時間分別為 t1和 t2， 則 t1∶ t2為 (重力不計(jì) )( ) A． 1∶ 3 B． 4∶ 3 C． 1∶ 1 D． 3∶ 2 答案 D 解析 如圖所示 ， 可求出從 a點(diǎn)射出的粒子對應(yīng)的圓心角為 90176。θ＝3r π 3 ＝ 33 π r， 則 t＝ AB︵v0 ＝3π r3v0 .D正確 ． 質(zhì)譜儀的原理 2． 如圖 3－ 6－ 15 所示 ， 圖 3－ 6－ 15 質(zhì)譜儀主要是用來研究同位素 (即原子序數(shù) 相同而原子質(zhì)量不同的元素 )的儀器 ， 正離子源產(chǎn)生帶電荷量為 q 的正離子 ， 經(jīng) S S2兩金屬板間的電壓 U 加速后 ， 進(jìn)入粒子速度選擇器 P P2之間 ， P P2之間有場強(qiáng)為 E的勻強(qiáng)電場和與之正交的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1的勻強(qiáng)磁場 ， 通過速度選擇器的粒子經(jīng) S3細(xì)孔射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2的勻強(qiáng)磁場中后沿 一半圓軌跡運(yùn)動 ， 射到照相底片 M 上 ， 使底 片感光 ， 若該粒子質(zhì)量為 m， 底片感光處距細(xì)孔 S3的距離為 x， 試證明 m＝ qB1B2x2E . 答案 見解析 解析 正離子通過速度選擇器后的速度 ， 可由 Bqv＝ Eq， 求得 v＝ EB1；正離子在磁場 B2做圓周運(yùn)動時 ， r＝ x2＝ mvB2q， 即 m＝ B2qx2v ＝ qB1B2x2E . 回旋加速器的原理 圖 3－ 6－ 16 3． 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置 ， 其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個 D 形金屬盒 ， 兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場 ， 使粒子在通過狹縫時都能得到加速 ， 兩 D 形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場中 ， 如圖 3－ 6－ 16 所示 ， 要增大帶電粒子射出時的動能 ， 下列說法中正確的是 ( ) A． 增加交流電的電壓 B． 增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 C． 改變磁場方向 D． 增大加速器半徑 答 案 BD 解析 當(dāng)帶電粒子的速度最大時 ， 其運(yùn)動半徑也最大 ， 由牛頓第二定律 qvB＝ mv2r， 得v＝ qBrm .若 D 形盒的半徑為 R， 則 R＝ r時 ， 帶電粒子的最終動能 Ekm＝ 12mv2＝ q2B2R22m .所以要提高加速粒子射出的動能 ， 應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 B和加速器的半徑 R. (時間： 60 分鐘 ) 題組一 帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動 圖 3－ 6－ 17 1． 空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場 ， 圖 3－ 6－ 17 中的正方形為其邊界 ． 一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從 O 點(diǎn) 入射 ． 這兩種粒子帶同種電荷 ， 它們的電荷量、質(zhì)量均不同 ， 但其比荷相同 ， 且都包含不同速率的粒子 ． 不計(jì)重力 ． 下列說法正確的是 ( ) A． 入射速度不同的粒 子在磁場中的運(yùn)動時間一定不同 B． 入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡一定相同 C． 在磁場中運(yùn)動時間相同的粒子 ， 其運(yùn)動軌
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