新課標(biāo)人教版1-1選修一24磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用同步試題1-在線瀏覽
2025-02-03 09:33本頁(yè)面
【正文】 子不打在極板上，可采用的辦法是： A．使粒子的速度 vBqL/4m； B．使粒子的速度 v5BqL/4m； C．使粒子的速度 vBqL/m； D．使粒子速度 BqL/4mv5BqL/4m。 粒子擦著上板從左邊穿出時(shí)，圓心在 O＇點(diǎn)，有 r2＝ L/4，又由 r2＝ mv2/Bq=L/4 得 v2＝BqL/4m ∴ v2BqL/4m 時(shí)粒子能從左邊穿出。 針對(duì)訓(xùn)練 1．如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)光滑的絕緣水平面，平面上一個(gè)釘子 O 固定一根細(xì)線，細(xì)線的另一 端系一帶電小球，小球在光滑水平面內(nèi)繞 O 做勻速圓周運(yùn)動(dòng) .在某時(shí)刻細(xì)線斷開(kāi)，小球仍然在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的是 ，半徑變小，周期不變 ，半徑不變，周期不變 ，半徑變大，周期變大 ，半徑變小，周期變小 2．如圖所示， x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) .有兩個(gè)質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子（不計(jì)重力），以相同速度從 O 點(diǎn)射入 磁場(chǎng)中，射入方向與 x 軸均夾 θ 角 .則正、負(fù)離子在磁場(chǎng) 中 x 軸時(shí)速度大小和方向均相同 x 軸時(shí)距 O 點(diǎn)的距離相同 3．已經(jīng)知道，反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量，卻帶有等量的異號(hào)電荷 .物理學(xué)家推測(cè)，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在 .1998 年 6 月，我國(guó)科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)搭載升空，尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù) .磁譜儀的核心部分如圖所示， PQ、 MN 是兩個(gè)平行板，它們之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向與兩板平行 .宇宙射線中的各種粒子從板 PQ 中央的小孔 O 垂直 PQ 進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并打在附有感光底片的板 MN 上，留下痕跡 .假設(shè)宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子，它們以相同速度 v 從小孔 O 垂直 PQ 板進(jìn)入磁譜儀的磁場(chǎng)區(qū)，并打在感光底片上的 a、 b、 c、 d四點(diǎn)，已知?dú)浜速|(zhì)量為 m，電荷量為 e， PQ 與 MN 間的距離為 L，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B. （ 1）指出 a、 b、 c、 d 四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡 ?（不要求寫(xiě)出判斷過(guò)程） （ 2）求出氫核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑； （ 3）反氫核在 MN 上留下的痕跡與氫核在 MN 上留下的痕跡之間的距離是多少 ? 4．如圖所示， 在 y＜ 0 的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于 xy 平面并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 （質(zhì)量為 m、電荷量為 q）以速度 v0從 O 點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在 xy 平面內(nèi)，與 x 軸正向的夾角為 θ .求： （ 1）該粒子射出磁場(chǎng)的位置； （ 2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 .（粒子所受重力不計(jì)） 參考答案 1． A :（ 1） a、 b、 c、 d 四點(diǎn)分別是反氫核、反氦核、氦核和氫核留下的痕跡 . （ 2）對(duì)氫核，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得： RvmevB 2? eBmvR? （ 3）由圖中幾何關(guān)系知： 222 2222 LBe vmeBmvLRRs do ??????? 所以反氫核與氫核留下的痕跡之間的距離 222 22222 LBe vmeBmvss doad ???? ? 4 解：（ 1）帶負(fù)電粒子射入磁場(chǎng)后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運(yùn)動(dòng)，從 A 點(diǎn)射出磁場(chǎng)，設(shè) O、 A 間的距離為 L，射出時(shí)速度的大小仍為 v，射出方向與 x 軸的夾角仍為 θ ，由洛倫茲力公式和牛頓定律可得： qv0B=m Rv20 式中 R 為圓軌道半徑，解得： R=qBmv0 ① 圓軌道的圓心位于 OA 的中垂線上，由幾何關(guān)系可得： 2L =Rsinθ ② 聯(lián)解①②兩式，得： L=qBmv ?sin2 0 所以粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)為（ qBmv ?sin2 0， 0） （ 2）因?yàn)?T=02vR? = qBm?2 所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間， t＝qBmT )(22 22 ??? ?? ???? 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題 帶電粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題一般有多解。當(dāng)具有相同初速度時(shí)，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成雙解。質(zhì)量為 m， 電量大小為 q 的帶電粒子在 xOy 平面里經(jīng)原點(diǎn) O射入磁場(chǎng)中，
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