【正文】 廣東高考 )如圖 8－ 3－ 9所示是質(zhì)譜儀的 工作原理示意圖．帶電粒子被 加速電場(chǎng)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(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度 分別為 B和 S上有可讓粒 子通過(guò)的狹縫 P和記錄粒子位置的膠片 S下方有強(qiáng)度為 B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是 ( ) 圖 8－ 3－ 9 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(chǎng)方向垂直紙面向外 C．能通過(guò)狹縫 P的帶電粒子的速率等于 E/B D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P，粒子的比荷越小 解析： 因同位素原子的化學(xué)性質(zhì)完全相同，無(wú)法用化學(xué)方 法進(jìn)行分析，故質(zhì)譜儀就成為同位素分析的重要工具， A正 確．在速度選擇器中，帶電粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力在粒 子沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)等大反向，結(jié)合左手定則可知 B正確．再 由 qE＝ qvB有 v＝ ， C正確．在勻強(qiáng)磁場(chǎng) B0中 R＝ 所以 ， D錯(cuò)誤． 答案： ABC 3．如圖 8－ 3－ 10所示，帶電粒子以 初速度 v0從 a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn) 動(dòng)中經(jīng)過(guò) b點(diǎn)， Oa＝ Ob，若撤去 磁場(chǎng)加一個(gè)與 y軸平行的勻強(qiáng)電 場(chǎng)，仍以 v0從 a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，粒子仍能通過(guò) b點(diǎn)，那么電場(chǎng)強(qiáng)度 E與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B之比 為 ( ) 圖 8－ 3－ 10 A． v0 B. C． 2v0 D. 解析： 設(shè) Oa＝ Ob＝ d，因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑正好等于 d，即 r＝ ＝ d，得到 B＝ 如果換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，水平方向以 v0做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直方向沿 y軸負(fù)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，即 d＝ ( )2，得到 E＝ ，所以 ＝ 2v0，選項(xiàng) C正確． 答案： C 4．如圖 8－ 3－ 11所示，一個(gè)帶正電 q的 帶電體處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng) 磁場(chǎng) B中，帶電體的質(zhì)量為 m，為了 使它對(duì)水平的絕緣面恰好沒(méi)有正壓力，則應(yīng)該 ( ) 圖 8－ 3－ 11 A．將磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的值增大 B．使磁場(chǎng)以速率 v＝ 向上運(yùn)動(dòng) C．使磁場(chǎng)以速率 v＝ 向右運(yùn)動(dòng) D．使磁場(chǎng)以速率 v＝ 向左運(yùn)動(dòng) 解析： 本題考查洛倫茲力和受力平衡，這是 一道力學(xué)與磁場(chǎng)結(jié)合的試題．物體受重力與 洛倫茲力的作用，兩者等大反向，如圖所示， 再由左手定則判斷可知此帶電體必向右運(yùn)動(dòng)，由平衡條件有 Bqv＝ mg， v＝ ，故正確答案為 D. 答案： D 5．在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 有一傾角為 θ、足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向垂直于紙面向外， 電場(chǎng)方向豎直向上．有一質(zhì)量為 m、電 荷量為＋ q的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱悖鐖D 8－ 3－ 12所示，若迅速把電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)豎直向下，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？ 圖 8－ 3－ 12 解析： 設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，則電場(chǎng)反轉(zhuǎn)前： mg＝ qE，電場(chǎng)反轉(zhuǎn)后，小球先沿斜面向下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到對(duì)斜面的正壓 力恰好為零時(shí)開(kāi)始離開(kāi)斜面，此時(shí)有： qvB＝ (mg＋ qE)cosθ， 小球在斜面上滑行的距離為： s＝ vt/2＝ at2/2， a＝ 2gsinθ， 聯(lián)立以上方程可得：滑行距離 s＝ m2gcos2θ/(q2B2sinθ)， 所用時(shí)間 t＝ mcotθ/(qB)． 答案： m2gcos2θ/(q2B2sinθ) mcotθ/(qB) 。北京高考 )如圖 8－ 3－ 4所示 的虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)，充滿(mǎn)垂直于紙面 向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻 強(qiáng)電場(chǎng)．一帶電粒子 a(不計(jì)重力 ) 以一定的初速度由左邊界的 O點(diǎn)射入磁場(chǎng)、電場(chǎng)區(qū)域，恰好沿直線(xiàn)由區(qū)域右邊界的 O′點(diǎn) (圖中未標(biāo)出 )穿出． 圖 8－ 3－ 4 若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)而保留電場(chǎng)不變，另一個(gè)同樣的粒子b(不計(jì)重力 )仍以相同初速度由 O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子 b ( ) A．穿出位置一定在 O′點(diǎn)下方 B．穿出位置一定在 O′點(diǎn)上方 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定減小 D．在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小 解析： 由左手定則判定帶電粒子 a所受洛倫茲力的方向，可知最初時(shí)刻粒子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相反，若qE≠qvB，則洛倫茲力將隨著粒子速度方向和大小的不斷改變而改變．粒子所受電場(chǎng)力 qE和洛倫茲力 qvB的合力不可能與速度方向在同一直線(xiàn)上，既然在復(fù)合場(chǎng)中粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明 qE＝ qvB， OO′連線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)垂直，當(dāng)撤去磁場(chǎng)時(shí)，粒子僅受 電場(chǎng)力，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力一定做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故 C對(duì)， D錯(cuò)．因帶電粒子的 速度 v＝ 時(shí)粒子就能在原電、磁場(chǎng)中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，與粒子帶正、負(fù)電荷無(wú)關(guān)，撒去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)后，粒子帶正電時(shí)，穿出位置在 O′點(diǎn)下方，帶負(fù)電時(shí)，穿出位置在 O′點(diǎn)上方，故 A、 B錯(cuò)． 答案： C (2020 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為 O，半徑為 r，如圖所示，由幾何關(guān)系得 ＝ rsin30176。 ，則電子的質(zhì)量為多少？穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是多長(zhǎng)？ 圖 8－ 2－ 16 解析： 電子進(jìn)入磁場(chǎng)后，只受洛倫茲力，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)左手定則判斷出其所受洛倫茲力的大致方向，畫(huà)出大致軌跡，過(guò)圓弧上 A、 B兩點(diǎn)作運(yùn)動(dòng)方向的垂線(xiàn)，交于 O點(diǎn)，則 O點(diǎn)即為圓周的圓心． 由幾何知識(shí)可以判斷，弧 AB所對(duì) 的圓心角和速度的偏向角相等， 都為 30176。 ，故 t＝ 但題中已知條件不夠，沒(méi)有此項(xiàng)選擇， 另想辦法找規(guī)律表示 t＝ 從圖中分析有 R＝ ，則 D項(xiàng)正確． 答案： D 4． (2020 ，如圖 8－ 2－ 14所示，則該帶電粒子在磁場(chǎng) 中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ( ) 解析： 由 ∠ AOB＝ 120176。 角，而沒(méi)有說(shuō)明是向右上方還是向左上方，這樣就帶來(lái)多解，很多同學(xué)只考慮一個(gè)方向而導(dǎo)致解題不完整． 1．一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則 ( ) A．此空間一定不存在磁場(chǎng) B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度平行 C．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度垂直 D．以上說(shuō)法都不對(duì) 解析： 電子速度方向平行磁場(chǎng)方向時(shí)，不受洛倫茲力，不偏轉(zhuǎn)；電子速度方向垂直磁場(chǎng)方向時(shí)，一定受洛倫茲力，但如果同時(shí)存在電場(chǎng)，且電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力平衡時(shí)，電子也不偏轉(zhuǎn)，故 B、 C正確， A、 D錯(cuò)誤． 答案： BC 2．圖 8－ 2－ 13對(duì)應(yīng)的四種情況中，對(duì)各粒子所受洛 倫茲力的方向的描述，其中正確的是 ( ) 圖 8－ 2－ 13 A．垂直于 v向右下方 B．垂直于紙面向里 C．垂直于紙面向外 D．垂直于紙面向里 解析： 由左手定則可判斷 A圖中洛倫茲力方向垂直于 v向左上方， B圖中洛倫茲力垂直于紙面向里， C圖中垂直于紙面向里， D圖中垂直于紙面向