高中物理人教版1第三章磁场（市一等奖）

专题三带电粒子在复合场中的运动课后练习OabO'1．图中为一“速度选择器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、bOabO'A．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里B．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外2.如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是A．适当增大电场强度EB．适当增大磁感应强度BC．适当增大加速电场极板之间的距离D．适当减小加速电压U3．1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，工作原理示意图如图所示．关于回旋加速器，下列说法正确的是() A．粒子从电场中获得能量 B．交流电的周期随粒子速度的增大而增大 C．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大D形盒的半径 D．不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子NMBdv4．如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为NMBdvA．B．C．D．5.环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀强圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确是

(

)

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小

C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变6.如图所示，一个质量为m，电荷量为-q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。则匀强磁场的磁感应强度B大小为，穿过第一象限的时间为。7.电子自静止开始经M、N板间的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d，磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。（已知电子的质量为m，电量为e）则：⑴电子在磁场中运动时的圆周半径为。⑵M、N板间的电压为。

8．在如图所示的空间区域里，轴左方有一匀强电场，场强方向跟轴正方向成60°，大小为；轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度=．有一质子以速度=×m/s，由轴上的A点（10cm，0）沿与轴正方向成30°斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场．已知质子质量近似为=×kg，电荷=×C，质子重力不计．求：（1）质子在磁场中做圆周运动的半径．（2）质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间．（计算结果保留3位有效数字）（3）质子第三次到达y轴的位置坐标．

9.如图所示，xoy坐标内在0≤x≤6m的区域，存在以ON为界的磁感应强度大小分别为B1=B2=1T的反向匀强磁场，磁场方向均垂直xoy平面。在x＞6m的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为×104V/m。现有比荷q/m=1．0×104C/kg的带正电粒子（不计重力），从A板由静止出发，经加速电压（电压可调）加速后从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1中；已知ON分界线上有一点P，P点坐标为（3m（1）要使该带电粒子经过P点，求最大的加速电压U0；（2）满足第（1）问加速电压的条件下，求粒子再次通过x轴时的速度大小及此时到坐标原点O的距离；（3）粒子从经过坐标原点O开始计时，求到达P点的可能时间。

专题三带电粒子在复合场中的运动课后练习答案1．BD3．AC4．B解析：因半径R一定。U大v大B小。6.解:（1）cos300=a/RR=1分（2）T==由题意，如图圆心角1200，7.解：（1）电子在磁场中运动的轨迹如图所示根据几何关系可得……(2分)圆周运动的半径为……(1分)8.解：（1）质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，根据得：质子做匀速圆周运动的半径为（2）由于质子的初速度方向与x轴正方向夹角为30°，且半径恰好等于OA，因此，质子将在磁场中做半个圆周到达y轴上的C点，如图所示．质子做圆周运动周期为，质子从出发运动到第一次到达y轴的时间，质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同，在电场中先做匀减速直线运动，速度减为零后反向做匀加速直线运动，设质子在电场中运动的时间，根据牛顿第二定律，得．因此，质子从开始运动到第二次到达y轴的时间t为．（3）质子再次进入磁场时，速度的方向与电场的方向相同，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，到达y轴的D点．根据几何关系，可以得出C点到D点的距离为；则质子第二次到达y轴的位置为．即质子第三次到达y轴的坐标为（0，34.6cm）．9.（1）加速电压最大时，粒子进入磁场中的半径最大，如图1所示，由几何知识可知：r=2m-----------------------------------------2又----------------------------------------1分电场加速：qU0＝eq\f(1,2)mv2---------------------------------------1分代入数据解得U0=6×104V-----------------------------------1分v=2×104（2）粒子运动轨迹如图1所示，粒子经过N点，其坐标为（6,2），设再次到达x轴的位置为M点，N到M过程：x轴方向：x=vt-----------------------------------------1分y轴方向：yN=qEt2/2m------------------------------------------1分qEyN=eq\f(1,2)mvM2--eq\f(1,2)mv2----------------------------------------1分解得：x=4eq\r(3)mvM=2×所以，M点到O点的距离为（6+4eq\r(3)）m------------------------------1分（3）T＝2πｍ/Bq，与速