2019届高考物理一轮复习第八章磁场课时作业26带电粒子在组合场中的运动

课时作业（二十六）带电粒子在组合场中的运动[基础小题练]1.MN板双侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方向以以下图所示，带电粒子从a地点以垂直磁场方向的速度开始运动，挨次经过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为()3π4πA.tBB．3tBπtBC.tBD．2πTT【分析】粒子从a运动到d挨次经过小孔b、c、d，经历的时间t为3个2，由t＝3×22πmq3π和＝，可得：＝，故A正确．TBqmtB【答案】A以下图，a、b是两个匀强磁场界限上的两点，左侧匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感觉强度大小相等．电荷量为2e的正离子以某一速度从a点垂直磁场界限向左射出，当它运动到b点时，击中并汲取了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽视正离子和电子间的互相作用，则它们在磁场中的运动轨迹是()1【分析】正离子以某一速度击中并汲取了一个处于静止状态的电子后，速度不变，电mv荷量变成＋e，由左手定章可判断出正离子过b点时所受洛伦兹力方向向下，由r＝qB可知，轨迹半径增大到本来的2倍，所以在磁场中的运动轨迹是图D.【答案】D以下图，在一个圆形地区内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场散布在以直径A2A4为界限的两个半圆形地区Ⅰ、Ⅱ中，已知A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边沿点1处沿与13成30°角的方向射入磁场，随AAA后该粒子以垂直于AA的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A处射出磁场．若忽视该粒子244重力，则以下说法正确的选项是()A．粒子在磁场地区Ⅰ、Ⅱ中运动的半径r1和r2之比为2∶1B．粒子在磁场地区Ⅰ、Ⅱ中做圆周运动的周期1和2之比为1∶2TTC．粒子在磁场地区Ⅰ、Ⅱ中运动所用的时间t1和t2之比为2∶1D．磁场地区Ⅰ、Ⅱ中的磁感觉强度大小B1和B2之比为1∶2【分析】由粒子的运动轨迹可知，粒子在磁场地区Ⅰ中运动的半径等于磁场半径，在磁场地区Ⅱ中运动的半径为磁场半径的一半．故粒子在磁场地区Ⅰ、Ⅱ中运动的半径r1和r之比为2∶1，A正确．由带电粒子在磁场中运动的半径公式mvqB2的磁感觉强度大小B和B之比为1∶2，D正确．122【答案】AD4．以下图，竖直搁置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下面缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方向，且恰好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc地区，bc地区的宽度也为d，所加电场强度大小为E，方向竖直向上，磁感觉强度方向垂直纸面向里，磁场磁感觉强度大小等于Eg，则以下对于微粒运动的相关说法正确的选项是，重力加快为v0()v0A．微粒在ab地区的运动时间为gB．微粒在bc地区中做匀速圆周运动，圆周半径r＝2dC．微粒在bc地区中做匀速圆周运动，运动时间为πd6v0D．微粒在ab、bc地区中运动的总时间为π＋6d3v0v0【分析】微粒在ab地区，竖直方向上做匀减速运动，由v0＝gt得t＝g，故A正确；水平方向上做匀加快运动，a＝v0＝，则＝，进入bc地区，电场力大小未变，方向竖tgqEmg2直向上，电场力与重力均衡，微粒做匀速圆周运动，由0mv0mv0qvB＝r，得r＝qB，代入数据得r2v0v2，故r＝2，B正确；在bc地区，微粒运动轨迹所对圆心角为α，sinα＝，又0＝2ggddπ1πs6·2dπd＝2，α＝6，运动时间t＝v0＝v0＝3v0，故C错误；微粒在ab地区的运动时间也可3ddd＋πd＝π＋6d，故D正确．以表示为t＝＝2，故总时间t总＝2vvv3v3000002【答案】ABD5．以下图，有理想界限的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感觉强度大小为B，某带电粒子的比荷(电荷量与质量之比)大小为k，由静止开始经电压为U的电场加快后，从O点垂直射入磁场，又从P点穿出磁场．以下说法正确的选项是(不计粒子所受重力)()A．假如只增添U，粒子能够从dP之间某地点穿出磁场B．假如只减小B，粒子能够从ab边某地点穿出磁场C．假如既减小U又增添B，粒子能够从bc边某地点穿出磁场D．假如只增添k，粒子能够从dP之间某地点穿出磁场【分析】设粒子被电场加快后的速度为v，在磁场中运动的半径为，则电场加快过R12v2mv1212U程，有qU＝mv，在磁场中有qvB＝m，R＝，联立得R＝Bq＝Bk.假如只增2RqB大U，半径R增大，选项A错误；假如只减小B，半径R增大，粒子向下偏，不行能从ab边某地点穿出磁场，选项B错误；假如既减小U又增添B，半径R减小，粒子不行能从bc边某地点穿出磁场，选项C错误；假如只增添，半径R减小，粒子可从dP之间某地点穿k出磁场，选项D正确．【答案】D6．以下图，平行金属板a、b之间的距离为d，a板带正电荷，b板带负电荷，a、b之间还有一垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感觉强度为B1.一不计重力的带电粒子以速度v0射入a、b之间，恰能在两金属板之间匀速向下运动，并进入PQ下方的匀强磁场中，PQ下方的匀强磁场的磁感觉强度为B，方向以下图．已知带电粒子的比荷为c，则2()A．带电粒子在a、b之间运动时，遇到的电场力水平向右B．平行金属板a、b之间的电压为U＝dv0B1C．带电粒子进入PQ下方的磁场以后，向左偏转4v0D．带电粒子在PQ下方磁场中做圆周运动的半径为cB2【分析】因为不知道带电粒子的电性，故没法确立带电粒子在a、b间运动时遇到的电场力的方向，也没法确立带电粒子进入PQ下方的磁场以后向哪偏转，选项A、C错误；粒子在a、b之间做匀速直线运动，有qd＝qvB，解得平行金属板a、b之间的电压为U＝dvB，U0101选项B正确；带电粒子在下方的匀强磁场中做圆周运动，轨道半径为00r＝mv＝v，选项PQqB2cB2D正确．【答案】BD[创新导向练]7．科技前沿——利用盘旋加快器加快带电粒子1930年劳伦斯制成了世界上第一台盘旋加快器，其原理以下图，这台加快器由两个铜质D形盒D1、D2组成，此间留有缝隙，以下说法正确的选项是()A．带电粒子由加快器的中心邻近进入加快器B．带电粒子由加快器的边沿进入加快器C．带电粒子从磁场中获取能量D．带电粒子从电场中获取能量【分析】要使带电粒子经电场多次加快获取足够大能量，应使粒子由加快器的中心附近进入加快器，而从边沿走开，应选项A正确，B错误；因为洛伦兹力其实不做功，而粒子通12过电场时有qU＝2mv，故粒子是从电场中获取能量，所以选项C错误，D正确．【答案】AD8．科技前沿——利用质谱仪剖析放射性元素的同位素质谱仪是一种测定带电粒子质量和剖析同位素的重要工具，它的结构原理以下图，离子源S产生的各样不一样正离子束(速度可看作为零)，经加快电场加快后垂直进入有界匀强磁场，抵达记录它的照相底片P上，设离子在P上的地点到进口处S1的距离为x，能够判断()5A．若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越大B．若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越小C．只需x同样，则离子的质量必定同样D．只需x同样，则离子的比荷必定同样12【分析】带电粒子经过加快电场加快，由动能定理qU＝2mv，得加快后粒子的速度v2qUmv2mU＝m，进入质谱仪的磁场中，做匀速圆周运动，测得圆周半径R＝qB＝qB2，x＝2R，若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越大，选项A正确，B错误；只需x同样，则离子的比荷必定同样，而质量不必定同样，选项C错误，D正确．【答案】AD9．科技生活——电视画面幅度失真原由剖析以下图是电视机显像管及其偏转线圈的表示图．初速度不计的电子经加快电场加快后进入有限界限的匀强磁场中发生偏转，最后打在荧光屏上．假如发现电视画面幅度与正常的对比偏小，则惹起这类现象的可能原由是()A．电子枪发射能力减弱，电子数减少B．加快电场的电压过低，电子速率偏小C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少D．偏转线圈中电流过大，偏转磁场加强【分析】电视画面幅度比正常的偏小，是因为电子束的偏转角减小，即轨道半径增mv大．而电子在磁场中偏转时的半径r＝qB，电子枪发射能力减弱，即发射的电子数减少，而运动的电子速率及磁场不变，所以不会影响电视画面幅度的大小，故A错误；当加快电场电压过低，则电子速率偏小，致使电子运动半径减小，进而使偏转角度增大，致使画面幅度与正常的对比偏大，故B错误；当偏转线圈局部短路，线圈匝数减少时，致使偏转磁场减弱，进而使电子运动半径增大，电子束的偏转角减小，则画面幅度与正常的对比偏小，故C正确；当偏转线圈中电流过大，偏转磁场加强时，致使电子运动半径变小，所以画面幅度与正常的6对比偏大，故D错误．【答案】C10．创新科技——组合型加快器的工作原理图甲中质子经过直线加快器加快后进入半径必定的环形加快器，在环形加快器中，质子每次经过地点A时都会被加快，当质子的速度达到要求后，再将它们分红两束指引到图乙的对撞轨道中，在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动，并最后实现对撞．质子在磁场的作用下做圆周运动．以下说法中正确的选项是()A．质子在环形加快器中运动时，轨道所处地点的磁场会渐渐减弱B．质子在环形加快器中运动时，轨道所处地点的磁场一直保持不变C．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处地点的磁场会渐渐减弱D．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处地点的磁场一直保持不变【分析】质子在环形加快器中运动时，质子每次经过地点A时都会被加快，速度增大，v2mv环形轨道的半径保持不变，由qvB＝mr，即r＝qB知，B渐渐增大，故A、B错误；质子在对mv撞轨道中运动时，环形轨道的半径保持不变，洛伦兹力不做功，速率不变，由r＝qB知，磁场一直保持不变，故C错误，D正确．【答案】D[综合提高练]11．某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右(以以下图甲中由B到C的方向)，电场变化如图乙中Et图象，磁感觉强度变化如图丙中Bt图象．在A点，从t＝1s(即1s末)开始，每隔2s，有一个同样的带电粒子(重力不计)沿方向(垂直于)ABBC以速度v射出，恰能击中C点，若AC＝2BC且粒子在AB间运动的时间小于1s，求：7图线上E0和B0的比值，磁感觉强度B的方向；(2)若第1个粒子击中C点的时刻已知为(1＋t)s，那么第2个粒子击中C点的时刻是多少？【分析】设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为R.在第2秒内只有磁场．轨道如图所示．因为AC＝2BC＝2d，所以R＝2d.第2秒内，仅有磁场：22vvR2d第4秒内，仅有电场：＝1·qE·3d2.d02mv0所以E＝4v.粒子带正电，故磁场方向垂直纸面向外．03B(2)T12πmπmπ·2dt′＝3d33t.故第2个粒子击中Ct＝＝×＝3·＝3，＝2π66qBqBvv点的时刻为33ts.2＋2πE04【答案】(1)＝v，磁场方向垂直纸面向外B03(2)第2个粒子击中C点的时刻为33ts2＋2π12.(2018·长郡中学高三实验班选拔考试)以下图，在xOy坐标系的第一象限内有以O1为圆心，半径为R的半圆且R＝OO1，半圆地区内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度的大小为B.在它的右边有一宽度为R、左界限与磁场地区圆相切于A点、右界限与y轴平行的匀强电场，场强方向沿y轴负方向，场强盛小为E.在电场右边距离为R处有一垂直x轴、足够长的荧光屏，电子打中荧光屏会发光．此刻在座标原点O处向xOy平面内各个方向以同样的速率发射质量为m，电荷量大小为e的电子．此中沿y轴正方向射入的电子恰好从切点A处飞出磁场进入电场，求：8电子射入磁场的速率v0；电子打到荧光屏上最高点和最低点的坐标．【分析】(1)电子在磁场中做匀速圆周运动，有2v0ev0B＝mrmv0解得r＝eB画出沿y轴正方向射入的电子的运动轨迹表示图，以下图，设运动轨迹半径为r，根eBR据几何关系有r＝R，求得v0＝m.当电子以速率v0沿y轴正方向射入时，从A点平行于x轴射出，垂直进入电场，经过偏转打在荧光屏上C点．当电子以速率v0沿x轴正方向射入时，从B点沿x