2、匀强电场E的空间做竖直面内的匀速圆周运动,则()A.质点一定带正电B.质点做顺时针运动C.质点的重力一定忽略不计D.质点的运动速率为v=【解析】选A。因质点在复合场中做匀速圆周运动,因电场力和重力均保持不变,因此只有洛伦兹力充当向心力时才能保持匀速圆周运动,即重力和电场力相互平衡,质点受电场力向上,E向上,则带正电,故A正确;洛伦兹力提供向心力,受力方向指向圆心,由左手定则知质点沿逆时针方向做匀速圆周运动,故B错误;由A的分析可知,质点的重力一定不能忽略,故C错误;无法确定质点受电场力与洛伦兹力的大小关系,所以无法求出质点的速度,故D错误。3.(2020·温州模拟)某回旋加速器的示意图如图,
3、两个半径均为R的D形盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,并与高频电源两极相连,现对氚核(H)加速,所需的高频电源的频率为f。已知元电荷为e。下列说法正确的是()A.D形盒可以用玻璃制成B.氚核的质量为C.高频电源的电压越大,氚核从P处射出的速度越大D.若对氦核(He)加速,则高频电源的频率应调为【解析】选D。为使D形盒内的带电粒子不受外电场的影响,D形盒应用金属材料制成,以实现静电屏蔽,A错误;为使回旋加速器正常工作,高频电源的频率应与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率相等,由T1=和T1=得氚核的质量m1=B错误;由evmB=,得vm=,可见氚核从P处射出时的最大速度vm与电源的电
4、压大小无关,C错误;结合T2=和T2=,得f2=,又,得f2=f,D正确。4.(多选)一个带电粒子以初速v0垂直于电场方向向右飞入匀强电场区域,穿出电场后接着又飞入匀强磁场区域(不计重力)。在下图所示的几种轨迹中,可能出现的是()【解析】选A、D。A图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上,故A正确;B图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带负电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故B错误;C图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可
5、得洛伦兹力垂直速度向下,故C错误;D图中:当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故D正确。5.(多选)如图所示是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源两端相连。现分别加速质子(H)和氘核(H)。下列说法中正确的是()A.它们的最大速度相同B.质子的最大动能大于氘核的最大动能C.加速质子和氘核所用高频电源的频率相同D.仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能【解析】选B、D。设质子质量为m,电荷量为q,则氘核质量为2m,电荷量为q,它们的最大速度分别为v1=和v2=,
6、选项A错误;质子的最大动能Ek1=,氘核的最大动能Ek2=,选项B正确;高频电源的频率与粒子在磁场中的回旋频率相同,即f1=,f2=,所以加速质子和氘核所用高频电源的频率不相同,选项C错误;被加速的粒子的最大动能与高频电源的电压无关,所以仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能,选项D正确。6.(多选)如图所示,一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器,然后通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B′),最终打在照相机底片A1A2上,不计粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子带负电B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.粒子打
7、在照相机底片A1A2上的位置越靠近P,粒子的比荷越大D.所有粒子在匀强磁场B′中的运动时间都相等【解析】选B、C。带电粒子在磁场B′中向左偏转,根据左手定则,知该粒子带正电,故A项与题意不相符;粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡,而粒子所受的电场力水平向右,那么洛伦兹力水平向左,粒子带正电,则磁场垂直纸面向外,故B项与题意相符;经过速度选择器进入磁场B′的粒子速度相等,根据qvB=可得r=可知粒子
