1、选择题 (2011年广东东莞调研)带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示出粒子的径迹,这是云室的原理,如图是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是( )
A.四种粒子都带正电
B.四种粒子都带负电
C.打到a、b点的粒子带正电
D.打到c、d点的粒子带正电
参考答案:D
本题解析:由左手定则知打到a、b点的粒子带负电,打到c、d点的粒子带正电,D正确.
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,两个带电粒子M和N,以相同的速度经小孔S垂直进入同一匀强磁场,运行的半圆轨迹如图两种虚线所示,下列表述正确的是
A.M带负电,N带正电
B.M的运行时间不可能等于N的运行时间
C.M的带电量小于N的带电量
D.M的质量大于N的质量
参考答案:AB
本题解析:由图可知,N受到向左的洛伦兹力,M受到向右的洛伦兹力,所以由左手定则可知,N粒子带正电,M粒子带负电,A是正确的;由图可以看出,M的半径大于N的半径,而根据牛顿第二定律得r=,速度v相同,磁场强度B相同,故粒子的质量与电量之比不同,M要大一些,而粒子在磁场中运行的都是半个周期,且T=,可见M的周期要大于N的,所以B是正确的;
由于是M粒子的质量与电量之比大于N,所以不能说M的带电量小于N的带电量,也不能说M的质量大于N的质量,可见,C、D都是不对的。
本题难度:一般
3、选择题 质量为m,带正电量q的粒子,垂直磁场方向从A射入匀强磁场,磁感应强度为B,途经P点。已知AP连线与入射方向成角。如图所示,则离子从A到P经历的时间为:
A.
B.
C.
D.
参考答案:D
本题解析:周期公式可得:和粒子在磁场中的运动时间表达式:,为圆周角,可以求出离子从A到P经历的时间为:,故选:D.
本题难度:一般
4、选择题 一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛仑兹力F的方向如图所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是
[? ]
A.粒子带负电,向下运动
B.粒子带正电,向左运动
C.粒子带负电,向上运动
D.粒子带正电,向右运动
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 (15分)如图甲所示,圆形导线框中磁场B1的大小随时间周期性变化,使平行金属板M、N间获得如图乙的周期性变化的电压。M、N中心的小孔P、Q的连线与金属板垂直,N板右侧匀强磁场(磁感应强度为B2)的区域足够大。绝缘档板C垂直N板放置,距小孔Q点的距离为h。现使置于P处的粒子源持续不断地沿PQ方向释放出质量为m、电量为q的带正电粒子(其重力、初速度、相互间作用力忽略不计)。
(1)在0~时间内,B1大小按的规律增大,此时M板电势比N板高,请判断此时B1的方向。试求,圆形导线框的面积S多大才能使M、N间电压大小为U?
(2)若其中某一带电粒子从Q孔射入磁场B2后打到C板上,测得其落点距N板距离为2h,则该粒子从Q孔射入磁场B2时的速度多大?
(3)若M、N两板间距d满足以下关系式:,则在什么时刻由P处释放的粒子恰能到达Q孔但不会从Q孔射入磁场?结果用周期T的函数表示。
参考答案:(1)?(2)(3)(n=0、1、2、、、、、)
本题解析:(1)由楞次定律可知,B1垂直直面向里
根据法拉第电磁感应定律,得:
(2)设粒子从Q点射入磁场时速度为v粒子做圆周运动的半径为R,则
,又
解得:
(3)设此粒子加速的时间为t0,则由运动的对称性得:,
解得即此粒子释放的时刻
此后粒子反向加速的时间
由于,则粒子反向运动时一定会从P点射出电场
因而此粒子释放的时刻为(n=0、1、2、、、、、)
本题难度:一般
Diligence is the mother of success. 勤勉是成功之母.