高中物理知识点大全《粒子在有界磁场中运动》考点特训（2017年冲刺版）(四) 2017-11-10 08:32:26 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【大 中 小】 1、选择题  如图7所示，为了科学研究的需要，常常将质子 ()和α粒子()等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场(偏转磁场)中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示)，偏转磁场也相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα、运动的周期TH和Tα的大小关系是     (　　)             A．EH＝Eα，TH≠Tα              B．EH＝Eα，TH＝Tα C．EH≠Eα，TH≠Tα              D．EH≠Eα，TH＝Tα 参考答案：A 本题解析：由＝qvB可得：R＝＝，T＝，又因为∶＝1∶1，∶＝2∶1，故EH＝Eα，TH≠Tα.A项正确． 本题难度：一般 2、选择题  洛伦兹力演示仪主要是由两个励磁线圈、玻璃泡和电子枪组成，图是演示仪的结构示意图．两个励磁线圈在玻璃泡的区域内产生匀强磁场，磁场的方向与纸面垂直，磁感应强度的大小B=KI，其中I是励磁线圈 的电流，k是比例系数（k=5×10-4T/A）．电子枪中灯丝发出的电子初速度为零，经过U=140v的电场加速后，垂直磁场方向进入磁场区域，在玻璃泡内运动时形成的圆形径迹．调节励磁线圈中的电流，当I=2A时，用卡尺测得电子圆形径迹的直径为D=0.08m，忽略电子的重力和电子间的相互作用力，可以判断出（　　） A．励磁线圈中的电流方向是顺时针，电子的比荷为 e me =1.75×1011C/kg B．励磁线圈中的电流方向是逆时针，电子的比荷为 e me =1.75×1011C/kg C．励磁线圈中的电流方向是顺时针，电子的比荷为 e me =4.38×1010C/kg D．励磁线圈中的电流方向是逆时针，电子的比荷为 e me =4.38×1010 C/kg 参考答案：根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向 电子在加速电场中加速，由动能定理eU=12mv02 ① 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力 eBv0=mv02r② D=2r ③ 解得：em=8UD2B2④ 又B=KI=10×10-4T ⑤ 代入数据得：em=1.75×1011C/kg ⑥ 故选：A． 本题解析： 本题难度：简单 3、选择题  如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定（　　） A．原子核只可能发生β衰变 B．原子核可能发生α衰变或β衰变 C．原子核放出一个正电子 D．原子核放出一个中子

参考答案：A

本题解析：

本题难度：一般

4、其他  

在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到z轴距离的2倍，重力加速度为g．求：
(1)小球运动到任意位置P(x，y)的速率
(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym.
(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率．                                        

参考答案：
（1） 
（2）
（3）

本题解析：

⑴洛伦兹力不做功，由动能定理得         ①
解得         ②
⑵设在最大距离处的速率为，根据圆周运动有
        ③
且由②知       ④
由③④及得        ⑤
⑶小球运动如图所示，由动能定理得       ⑥
由圆周运动得        ⑦
且由⑥⑦及解得

本题难度：困难

5、计算题  在以坐标原点O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度多大？此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少？

参考答案：解：（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了 90°，则粒子轨迹半径? ①
又②
则粒子的比荷③　　
（2）粒子从D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，粒子做圆周运动的半径④
又⑤
所以⑥
粒子在磁场中飞行时间⑦

本题解析：

本题难度：困难

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