20xx教科版高中物理選修3-134磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用——洛倫茲力同步精練(更新版)
【正文】 跡一定相同 D． 在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子 ， 其軌跡所對的圓心角一定越大 答案 BD 解析 由于粒子比荷相同 ， 由 R＝ mvqB可知速度相同的粒子軌跡半徑相同 ， 運(yùn)動(dòng)軌跡也必相同 ， B 正確；對于入射速度不同的粒子在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 ， 由圖可知 ，粒子的軌跡直徑不超過磁場邊界一半時(shí)轉(zhuǎn)過的圓心角都相同 ， 運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期 ， 而由T＝ 2π mqB 知所有粒子 在磁場運(yùn)動(dòng)周期都相同 ， A、 C皆錯(cuò)誤；再由 t＝ θ2π T＝ θ mqB 可知 D正確 ，故選 BD. 圖 3－ 6－ 18 2． 如圖 3－ 6－ 18 所示 ， 有界勻強(qiáng)磁場邊界線 SP∥ MN， 速率不同的同種帶電粒子從 S點(diǎn)沿 SP方向同時(shí)射入磁場 ． 其中穿過 a點(diǎn)的粒子速度 v1與 MN垂直；穿過 b點(diǎn)的粒子速度v2與 MN成 60176。 ＝ d， 將 R2＝ mv0qB代入上式得 v0＝（ 2－ 2） Bqdm ， C 項(xiàng)正確 ． 6. 圖 3－ 6－ 22 如圖 3－ 6－ 22所示的矩形 abcd范圍內(nèi)有垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場 ，且 ab長度為 L， 現(xiàn)有荷質(zhì)比為 qm的正電離子在 a處沿 ab方向射入磁場 ， 求離子通過磁場后的橫向偏移 y(設(shè)離子剛好從 C點(diǎn)飛出 )． 答案 mvBq－ （ mvBq） 2－ L2 解析 離子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)從 a→ c， 易知圓心在圖中的 O處 ， 即 a、 c兩處速度垂線的交點(diǎn)處 ． 橫向偏移 y＝ aO－ dO＝ R－ R2－ L2 由 Bqv＝ mv2R ， 得 R＝mvBq， 故有 y＝mvBq－ （mvBq）2－ L2 題組二 質(zhì)譜儀和回旋加速器問題 7. 圖 3－ 6－ 23 如圖 3－ 6－ 23 是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖 ． 帶電粒子被加速電場加速后 ， 進(jìn)入速度選擇器 ． 速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為 B 和 S 上有可讓粒子通過的狹縫 P和記錄粒子位置的膠片 S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B0的勻強(qiáng)磁 場 ． 下列表述正確的是 ( ) A． 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B． 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 C． 能通過狹縫 P的帶電粒子的速率等于 EB D． 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P， 粒子的荷質(zhì)比越小 答案 ABC 解析 質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重 要工具 ， 故 A選項(xiàng)正 確；速度選擇器中電場力和洛倫茲力是一對平衡力 ， 即： qvB＝ qE， 故 v＝ EB， 根據(jù)左手定則可以確定 ， 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 ， 故 B、 C 選項(xiàng)正確；粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑 r＝ mvqB0， 即粒子的荷質(zhì)比 qm＝ vB0r， 由此看出粒子的運(yùn)動(dòng)半徑越小 ， 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P， 粒子的荷質(zhì)比越大 ， 故 D 選項(xiàng)錯(cuò)誤 ． 8. 圖 3－ 6－ 24 (2021 2π mqB ＝ 4 3π a9v .
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