重難強化訓練(四) 帶電粒子在磁場或復合場中的運動
(時間:40分鐘 分值:100分)
[基礎(chǔ)達標練]
一、選擇題(本題共5小題,每小題8分)
1.兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應強度大小不同,方向平行.速度方向與磁感應強度方向垂直的帶電粒子,從較強磁場區(qū)域進入較弱的磁場區(qū)域后,粒子的( )
A.軌道半徑減小,角速度增大
B.軌道半徑減小,角速度減小
C.軌道半徑增大,角速度增大
D.軌道半徑增大,角速度減小
D [帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力充當向心力,由牛頓第二定律可知:qvB=m,解得:r=,從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后B減小,所以r增大,線速度、角速度的關(guān)系為:v=ωr,因洛倫茲力不做功,線速度v的大小不變,因半徑r增大,所以角速度減小,故D正確,A、B、C錯誤.]
2.如圖所示,在xOy平面內(nèi),勻強電場的方向沿x軸正向,勻強磁場的方向垂直于xOy平面向里.一電子在xOy平面內(nèi)運動時,速度方向保持不變.則電子的運動方向沿( )
A.x軸正向 B.x軸負向
C.y軸正向 D.y軸負向
C [電子受電場力方向一定水平向左,所以需要受向右的洛倫茲力才能做勻速運動,根據(jù)左手定則進行判斷可得電子應沿y軸正向運動.]
3.(多選)如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器,由P點垂直邊界進入磁分析器,最終打到膠片上的Q點.不計粒子重力,下列說法正確的是( )
A.粒子一定帶正電
B.加速電場的電壓U=
C.直徑PQ=
D.若一群粒子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點,則該群粒子具有相同的比荷
ABD [由左手定則可知,粒子帶正電,而粒子在MN間被加速,故A正確;在靜電分析器中,電場力提供向心力,由牛頓第二定律得qE=m,粒子在加速電場中,由動能定理得qU=mv2,解得U=,故B正確;在磁分析器中,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得qvB=m,由幾何知識得PQ=2r,解得PQ=,故C錯誤;若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點說明運動的直徑相同,由于磁場,電場與靜電分析器的半徑不變,則該群離子具有相同的比荷,故D正確.]