课时提升作业8.3带电粒子在复合场中的运动规范.doc

课时提升作业(二十五) 带电粒子在复合场中的运动 (45分钟　100分) 一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。多选题已在题号后标出) 1.如图是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(　　) A.N板的电势高于M板的电势 B.M板的电势等于N板的电势 C.R中有由b向a方向的电流 D.R中有由a向b方向的电流 【解析】选D。根据左手定则可知正离子向上极板偏转,负离子向下极板偏转,则M板电势高于N板电势。M板相当于电源的正极,那么R中有由a向b方向的电流,据以上分析可知本题正确选项为D。 2.(多选)(2015·山师大附中模拟)如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E。从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束。则下列判断正确的是(　　) A.这三束正离子的速度一定不相同 B.这三束正离子的比荷一定不相同 C.a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b D.若这三束离子改为带负电而其他条件不变,则仍能从d孔射出 【解析】选B、C、D。三束离子在复合场中运动情况相同,即沿水平方向直线通过,故有qE=qvB,所以v=,故三束正离子的速度一定相同,故A错误。三束离子在磁场中有qvB=m,故r==×,由于三束正离子在磁场中做圆周运动的轨道半径不同,故比荷一定不相同,故B正确。由于在复合场中洛伦兹力竖直向上,则电场力一定竖直向下,故匀强电场方向一定竖直向下,即由a指向b,故C正确。若这三束离子改为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变,由于其他条件不变,故合力仍为0,所以仍能从d孔射出,故D正确。 3.(多选)如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是(　　) A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.该速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 【解析】选A、B、C。粒子在题图中的电场中加速,说明粒子带正电,其通过速度选择器时,所受的电场力与洛伦兹力平衡,则洛伦兹力方向应水平向左,由左手定则知,磁场的方向应垂直纸面向外,B正确;由Eq=Bqv可知,v=,C正确;粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离即为其做匀速圆周运动的直径D=,即=,可见D越小,则粒子的比荷越大,D不同,则粒子的比荷不同,因此利用该装置可以分析同位素,A正确,D错误。 4.如图所示,两导体板水平放置,两板间的电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场。则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化而变化的情况为(　　) A.d随v0的增大而增大,d与U无关 B.d随v0的增大而增大,d随U的增大而增大 C.d随U的增大而增大,d与v0无关 D.d随v0的增大而增大,d随U的增大而减小 【解题指南】解答本题应把握以下两点： (1)弄清带电粒子在电场中的偏转角与粒子在磁场中做圆周运动的圆心角的关系。 (2)写出d与U、v0的函数关系式。 【解析】选A。带电粒子射出电场时速度的偏转角为θ,运动轨迹如图所示,有：cosθ=,又R=,而d=2Rcosθ=2cosθ=,选项A正确。 【总结提升】带电粒子在组合场中运动问题的解题技巧 带电粒子在组合场中的运动,实际上仍是一个力学问题,分析的基本思路： (1)弄清组合场的组成。 (2)正确分析带电粒子的受力情况及运动特征。 (3)画出粒子运动轨迹,灵活选择对应的运动规律列式求解。例如,带电粒子在电场中加速,一般选择动能定理;类平抛运动一般要进行运动的分解;圆周运动一般分析向心力等。 (4)对于临界问题,注意挖掘隐含条件,关注特殊词语,如“恰好”“刚好”“至少”,寻找解题的突破口。 5.(多选)(2015·青岛模拟)如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静