高二物理寒假作業(yè) 第十六天 帶電粒子在磁場中的運動

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第十六天 帶電粒子在磁場中的運動 1．關(guān)于質(zhì)子、α粒子、氘核等三種粒子的運動，下列判斷正確的是 (　　) A．以相同速度垂直射入同一勻強磁場中時，做圓周運動的半徑都相同 B．如果垂直射入同一勻強磁場做圓周運動的半徑相同，那么氘核動能最大 C．如果從同一點以相同速度垂直射入同一勻強磁場，然后飛向熒光屏，在屏上就有三個光點 D．在同一勻強磁場中做勻速圓周運動的氘核和α粒子的角速度一定相同 B ~ 2．回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示.它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒之間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直盒的底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒之間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核（）和α粒子（）比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，有（ ） A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大 B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小 C．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小 D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大 v0 (-R/2,0) O x A y 3．如圖，空間有垂直于xoy平面的勻強磁場.t=0時刻一個電子以速度v0經(jīng)過x軸上的A點，方向沿x軸正方向。A點坐標(biāo)為(，0)，其中R為電子在磁場中做圓周運動的軌道半徑.不計重力影響，則： ①電子經(jīng)過y軸時，速度大小仍為v0 ②電子在時，第一次經(jīng)過y軸 ③電子第一次經(jīng)過y軸的坐標(biāo)為(0，) ④電子第一次經(jīng)過y軸的坐標(biāo)為(0，) 以上說法正確的是 （ ） A．①③ B．①④ C．①②③ D．①②④ 4．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.在xOy平面內(nèi)，從原點O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計)．則下列說法正確的是(　 　) A．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短 B．若v一定，θ越大，則粒子在離開磁場的位置距O點越遠 C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大 D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短 5．如圖所示,半徑為r的圓形空間內(nèi),存在著垂直于紙面向里的勻強磁場,一個帶電粒子(不計重力)從A點以速度v0垂直于磁場方向射入磁場中,并從B點射出.若∠AOB=120,則該帶電粒子在磁場中運動的時間為( ) A. B. C. D. 6．如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外，一電荷量為q（q>0）。質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為，已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60，則粒子的速率為（不計重力）（ ） A． B． C． D． 7．a(chǎn) b c 如圖，正方形區(qū)域內(nèi)有一勻強磁場，方向垂直紙面向外，在頂角a、b、c處均有一縫隙。若有一束質(zhì)量不等的一價正離子束從a處垂直射入磁場，其中有一部分離子從b處射出，另一部分從c處射出，則（ ） A．從同一出口處射出的離子速率相同 B．從同一出口處射出的離子速度和質(zhì)量的乘積相等 C．從同一出口處射出的離子動能相同 D．從同一出口處射出的離子在磁場中運動時間相同 8．B A θ v B d 如圖所示，一束電荷量為e的電子以垂直于磁感應(yīng)強度B并垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為d的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向和原來射入方向的夾角為θ=60。求電子的質(zhì)量和穿越磁場的時間。 P Q O 9．如圖，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于紙面向里，PQ為該磁場的右邊界線，磁場中有一點O到PQ的距離為r?，F(xiàn)從點O以同一速率將相同的帶負(fù)電粒子向紙面內(nèi)各個不同的方向射出，它們均做半徑為r的勻速圓周運動，求帶電粒子打在邊界PQ上的范圍（粒子的重力不計）。 10．P O Q A B v0 如圖，在POQ區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，有一束正離子流(不計重力)，沿紙面垂直于磁場邊界OQ方向從A點垂直邊界射入磁場，已知OA=d，∠POQ=45，離子的質(zhì)量為m、帶電荷量為q、要使離子不從OP邊射出，離子進入磁場的速度最大不能超過多少？  第十六天 帶電粒子在磁場中的運動 1．D 2． B 3． D 4．A 5．D 6．B 7．B P O Q A B v0 8． ，t=T/6= 9．l=(1+)r 10． 解析：軌跡如圖，設(shè)最大半徑為R，由幾何關(guān)系得： R(1+)=d 由牛頓第二定律得：qvB=mv2/R 解得： 所以有：