练习七带电粒子在磁场中的运动-质谱仪(2).doc

练习七带电粒子在磁场中的运动，质谱仪(2)

一、选择题(每题5分，共50分)

1.A处在匀强磁场内部的两电子A和B分别以速率v和2v垂直射人匀强磁场，经偏转

后，哪个电子先回到原来的出发点

A.同时到达

B.A先到达

C.B先到达

D.无法判断

答案：A

2.A一质子和一电子以相同的速度进入同一匀强磁场，那么两者

A.轨道半径不同，回转方向不同

B.轨道半径不同，回转方向相同

C.轨道半径相同，回转方向不同

D.轨道半径相同，回转方向相同

答案：A

3.B把动能和速度方向都相同的质子、α粒子别离开，可行的方法是

A.只能用电场，不能用磁场

B.只能用磁场，不能用电场

C.电场或磁场都可以

D.电场或磁场都不可以

答案：A

4.A带电荷量为q的粒子以一定的速率垂直进入匀强磁场中，形成空间环形电流，当粒子速率增大时，环形电流的大小如何变化

A.变大

B.变小

C.不变

D.无法判断

答案：C

5.B在竖直放置的光滑绝缘圆环中，套有一个带电荷量为一q、质量为m的小环，整个装置放在如下图的正交电磁场中，E=mg/q当小环从大环顶无初速下滑时，在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大

A.

B.

C.

D.π

答案：C

6.B图为带电微粒的速度选择器示意图，假设使之正常工作，那么以下表达哪个是正确的

A.P1的电势必须高于P2的电势

B.匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v=BE

C.从S2出来的只能是正电荷，不能是负电荷

D.如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，选择器同样正常工作

答案：D

7.A带电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，现欲缩

短其旋转周期，以下可行的方案是

A.减小粒子人射速率

B.减小磁感应强度

C.增大粒子入射速率

D.增大磁感应强度

答案：D

8.B设匀强磁场方向沿z轴正向，带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力，作用的方向沿y轴正向，如下图，那么该带负电的粒子速度方向为

A.一定沿x轴正向

B.一定沿x轴负向

C.可能在xOz平面内

D.可能在xOy平面内

答案：C

9.B把金属块放在匀强磁场中，如下图，磁场方向如图中所示，S合上后，设金属块的上、下外表的电势分别为U上、U下，那么A.U上U下

B.U上U下

C.U上=U下

D.无法确定

答案：A

10.B如下图，用绝缘细线悬挂一个单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开一个匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面，A、D点分别是最大位移处，以下说法中正确的选项是

A.A点和D点处于同一水平面

B.在A点和D点处线上的拉力大小相等

C.单摆的振动周期仍为T=2π

D.单摆向左或向右经过E点时，绳上的拉力是相等的

答案：ABC

二、填空题(每线3分.共30分)

11.B质子和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的半径相同，那么质子和α粒子的动量值之比为________；周期之比为________.加速度之比为________.

答案：据R=可知mv=RqB∴

据T=可知

据R=和qvB=ma得a=∴

12.B如下图，三个质量相同的质点a、b、c带有等量的正电荷，由静止开始、同时从相同的高度落下，落下过程中b、c分别进入图示的匀强电场和匀强磁场中，设它们都落到同一水平地面上，不计空气阻力，那么落地时________质点的动能最大，________质点最后到达地面.

答案：a小球只有重力做功，c小球也只有重力做功，洛仑兹力不对它做功，所以a、c两小球落地时速度大小相等，b小球的重力和电场力均对它做正功，所以落地时b小球动能最大，a、b同时落地，c最后落地.

13.B如下图，一带电荷量为-q的粒子(重力不计)，以初速度v由狭缝S1，垂直进入电场强度为E的匀强电场中，为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出，那么(1)必须在匀强电场区域加一大小为________，方向为________的匀强磁场B1；(2)带电粒子从S2穿出后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，运动轨迹如下图，那么B2方向为________；(3)假设由狭缝S1进入电场的为一带正电的粒子，那么所加磁场B1的大小为________，方向为________.

答案：(1)欲使带电粒子沿直线从S2穿出，必须受到的电场力与洛仑兹力平衡，即qvB=Eq，得B1=方向垂直纸面向里.

(2)据左手定那么可判断出B2的方向为垂直纸面向里.

(3)假设带电粒子换成带正电的粒子，那么它受到的电场力与洛仑兹力均反向，所以仍然平衡，即B1=，方向垂直纸面向里仍满足条件.

三、计算题(每题10分)

14.B竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如下图的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m／s的速度水平射入