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《36带电粒子在匀强磁场中的运动每课一练(人教版选修3-1)1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动每课一练(人教版选修3-1)(40分钟50分)一.选择题(本题包括5小题,每小题6分,共30分•每小题至少一个选项正确)1•运动电荷进入磁场(无其他场)中,可能做的运动是()A.匀速圆周运动B.平抛运动C.口由落体运动D.匀速直线运动2.如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器•速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒了位置的胶片AA.平板S下方有磁感应强度为Bo的匀强磁场•下列表述正确的是()A.质谱仪
2、是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD.粒了打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒了的荷质比越小地轴3•极光是市来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后,由于地磁场的作用而产生的•如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,旋转半径不断减小•此运动形成的原因是()A.可能是洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小B.可能是介质阻力对粒子做负功,使其动能减小C.可能是粒子所带电荷量减小I).南北两极的磁感应强度较人4.刨旋加速器是用來加速带电
3、粒了的装置,如图所示它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速•两盒放在匀强磁场屮,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径吋通过特殊装置被引出•如果用同一回旋加速器分别加速氟核(:H)和a粒子(;He),比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有()A.加速氟核的交流电源的周期较大,氟核获得的最大动能也较大B.加速氟核的交流电源的周期较大,氟核获得的最人动能较
4、小C.加速範核的交流电源的周期较小,尙核获得的最大动能较大D.加速氟核的交流电源的周期较小,氟核获得的最大动能较小XX..XXxX③XXXXXX5•如图所示,在x>0,y>0的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由X轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,其出射方向如图所示,不计重力的影响,贝0()A.初速度最大的粒了是沿①方向射出的粒了A.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子B.在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子C.在磁场屮运动时间最
5、长的是沿④方向射出的粒子二、非选择题(本题包括2小题,共20分,要有必要的文字叙述)6.(10分)一个质量为in,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轴正方向成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•求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.7.(10分)如图所示,在地而附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场•匀强磁场的磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向外,一质量为m、带电量为-q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为V的匀速圆周
6、运动.(重力加速度为G(1)求此区域内电场强度的大小和方向;(2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点,速度与水平方向成45°的角,如图所示•则该微粒至少需要经过多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高?答案解析1.【解析】选人D.若运动电荷平行磁场方向进入磁场,则电荷做匀速直线运动,若运动电荷垂直磁场方向进入磁场,则电荷做匀速圆周运动,人D正确・由于电荷的质量不计,故电荷不可能做平抛运动或自由落体运动•氏C错误.2.【解析】选A氏C质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,A对•速度选择器中电场力与洛伦
7、兹力是一对平衡力,即qvB=qE,故v二皂据左手定则可以确定,速度选择器中的磁场方B向垂直纸面向外,氏C对•粒子在匀强磁场中运动的半径r二竺,即qB粒子的荷质比2二上,由此看出粒子运动的半径越小,粒子打在胶片mBr上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越大,D错.1.【解析】选氏D.洛伦兹力永远不做功,A错;由带电粒子旋转半径R二竺知,半径减小,可能是粒子速度V减小、电荷量增大或磁感Bq应强度变大,故氏D正确,C错.2.【解析】选B.交流电源的周期等于粒子在D形盒中做匀速圆周运动的周期T二处,由于冠核比荷小所以加速冠核的交流电
8、源的周期qB较大粒子在回旋加速器中获得的最大动能Em=磚兰而冠核£小,2mm所以冠核获得的最大动能较小•故B正确,A匚D错误.3.【解析】选人D.显然图中四条圆弧中①对应的半径最大,由半径公式十晋可知,质量和电荷量相同的带电粒子在同-个磁场中做匀速圆周运动的速度越大,半径越大,A对B错;根据周期公式T二