高中物理 第三章 磁场 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动基础达标 新人教版选修3-1

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1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动基础达标1.运动电荷进入磁场后（无其他作用）可能做（）A.匀速圆周运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.平抛运动图3-6-5答案:AB2.三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图3-6-5.其中b粒子做匀速直线运动，则a粒子带_________电，c粒子带_________电.答案:负正3.如图3-6-6所示，一个电子以速度v从x轴某一点垂直于x轴进入上方的匀强磁场.已知上方磁场强度为下方的2倍，画出电子的运动轨迹.答案:略图3-6-6图3-6-74.图3-6-7为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨

2、迹.云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里）.由此可知此粒子（）A.一定带正电B.一定带负电C.不带电D.可能带正电，也可能带负电答案:A5.质子（）和α粒子（）从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek1∶Ek2=________,轨道半径之比r1∶r2=________,周期之比T1∶T2=__________.答案:1∶21∶21∶2能力提高图3-6-86.（2005年安徽理综）如图3-6-8所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量

3、为m、带电荷量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R=.哪个图（图3-6-9）是正确的（）图3-6-9解析：当带电粒子竖直向上运动时，可以在磁场中完成向左的半圆的运动轨迹，而要形成向右的半圆的运动轨迹，由左手定则的磁场方向、运动方向，安培力的方向可判定带电粒子无法实现，所以A选项正确.答案:A图3-6-107.如图3-6-10所示，以O点为圆心、r为半径的圆形空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从A点正对O点以速度v0垂直于磁场射入，从

4、C射出，∠AOC=120°，则该粒子在磁场中运动的时间是多少？解析：本题速度偏向角易知，欲求运动时间，只要求出周期即可，但B未知，还需联立半径R求解，故应先画轨迹，明确圆心、半径大小，借助几何关系得出.粒子在磁场中运动的轨迹是从A到C的圆弧，作AO和CO的垂线，相交于O′点，O′点即为粒子做圆周运动的圆心位置.因为∠AO′C=∠AOC=60°所以t=T设运动半径为R′，由几何知识得R′=rcot30°=r因为=,所以T==t===.答案:图3-6-118.如图3-6-11所示为测量某种离子的比荷的装置.让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子.这些离子从

5、电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速,然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点.已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为A.离子从缝S1进入电场时的速度不计.求该离子的比荷.解析：粒子经电场加速、磁场偏转两个过程，其中速度v把这两个过程联系起来，对两个过程分别建立有关方程联立即可求解.从轨迹可知，离子带正电，设它进入匀强磁场时速度为v，在电场中加速qU=mv2①在磁场中偏转qvB=m②而r=③解①②③得=.答案:视野拓展回旋加速器为认识原子核及其能量，除了反应堆这种设备以外，另一种核设施及实验装置是加速器.1929

6、年，劳伦斯发明了后来被称为回旋加速器的“原子击破器”，1932年建成世界上第一台回旋加速器.这是一种有奇特效能的能够加速带电粒子的装置.以后逐渐加大尺寸，在许多地方建成了一系列回旋加速器，致使他在加利福尼亚州伯克利的辐射实验室成为世界物理学家参观学习的基地.劳伦斯还大力宣传推广用加速器中产生的放射性同位素或中子来治疗癌症等疑难病.由于在回旋加速器及其应用技术方面的成就，劳伦斯获得1939年度诺贝尔物理奖.在二战美国研制原子弹期间，劳伦斯从事过用电磁法分离铀235，以及用加速器生产钚239的实验研究，为探寻获取美国首批原子弹的装料途径作出了独特的贡献.到1948

7、年，由劳伦斯建议制造的大型回旋加速器已能提供α粒子束、氘粒子束和质子束.同年初，物理学家加德西和拉蒂斯用回旋加速器的380MeVα粒子找到了介子，不久美国即开始建造第一座π介子工厂.从此，开创了一个高能物理的新时代.由于劳伦斯的倡议和推动，美国加利福尼亚大学建造了一台6GeV高能质子同步稳相加速器.物理学家们在这台巨型加速器上进行高能物理研究，完成了一系列重大发现.