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) (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，则两者 A.轨道半径不同，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粒子分离开，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，整个装置放在如图所示的正交电磁场中，已知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，若使之正常工作，则以下叙述哪个是正确的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，下列可行的方案是 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，如图所示，则该带负电的粒子速度方向为 A.一定沿轴正向B.一定沿轴负向 C.可能在Oz平面内D.可能在Oy平面内 答案：C 9.B把金属块放在匀强磁场中，如图所示，磁场方向如图中所示，S合上后，设金属块的上、下表面的电势分别为U上、U下，则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如图所示，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，下列说法中正确的是 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= 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________；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如图所示，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，则落地时________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如图所示，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，则(1)必须在匀强电场区域加一大小为________，________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，运动轨迹如图所示，则B2方向为________；(3)若由狭缝S1进入电场的为一带正电的粒子，则所加磁场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)据左手定则可判断出B2的方向为垂直纸面向里. (3)若带电粒子换成带正电的粒子，则它受到的电场力与洛仑兹力均反向，所以仍然平衡B1=，方向垂直纸面向里仍满足条件. (每题10分)14.B竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在所示的匀强磁场中，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的速度水平射入一个带电小球，可把它视为质点，其电荷量为lO-4C(g=lOm／s2)，试求： (1)小球滑到Q处的速度为多大? (2)若小球从Q处滑出瞬间，