高考地理复习专题12：带电粒子在电磁场中运动应用

高考地理复习专题12：带电粒子在电磁场中运动应用

专题十二：带电粒子在电磁场中运动应用 1 在图中，水平导线中有电流 I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电 流 I 的方向相同，则电子将（ ） A.沿路径 a 运动,轨迹是圆 B.沿路径 a 运动,轨迹半径越来越大 C.沿路径 a 运动,轨迹半径越来越小 D.沿路径 b 运动,轨迹半径越来越小 2 如图所示，平行板电容器的两极板与电源相连，板间同时有电场和垂直 纸面向里的匀强磁场 B,一个带电量为+q 的粒子以速度 v 从两板间沿 垂直于电、磁场方向入射,穿出时粒子的动能减小了,若想使这个带电 粒子以 v 按原来方向匀速直线穿过电磁场，可采用的方法有（ ） A 增大平行板的距离 B 增大电源电源 C 减小磁场强度 B D 增大磁感应强度 B 3 如图所示，在阴极射线管的正下方平行放置一根通有强直流电流的 长导线，且电流的方向向右，则阴极射线将会（ ） A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向纸内偏转 D. 向纸外偏转 4 在回旋加速器中，下列说法正确的是（ ） A 电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转 B 电场和磁场同时用来加速带电粒子 C 在确定的交流电压下，回旋加速器的半径越大，同一带电 粒子获得的动能越大 D 同一带电粒子获得的最大动能只与交流电源的电压有关，而与交流电源的频率无关 5 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构 造原理如图，粒子源产生一个质量为 m，电量为 q 的正离子，离子产 生出来时速度很小，可以看作是静止的.离子产生出来后经电压 U 加 速，进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，沿着半圆运动而达到记录他 的照相底片 M 上，测得它在 M 上的位置到入口处 S’的距离为 x,则下 列说法正确的是（ ） A 若某离子经过上述装置后，测得它在 M 上的位置到入口处 S’的距 离大于 x 则说明 B 一定大 B 若某离子经过上述装置后，测得它在 M 上的位置到入口处 S’的距离大于 x 则说明加速电 压 U 一定大 C 若某离子经过上述装置后，测得它在 M 上的位置到入口处 S’的距离大于 x 则说明磁感应 强度 B’一定大 D 若某离子经过上述装置后，测得它在 M 上的位置到入口处 S’的距离大于 x 则说明磁感应 强度 B’可能变小 6 一带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨 迹如图所示，轨迹上每一段都可以看成圆弧，由于带电粒子使沿途空 气电离，粒子的能量逐渐减小（电量不变）则可判断： A 粒子从 a 到 b,带负电；B 粒子从 b 到 a,带正电； C 粒子从 a 到 b,带正电;D 粒子从 b 到 b,带负电. 7 长为 l 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感 应强度为 B，板间距离也为 l，板不带电，现有质量为 m，电荷量为 q 的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 A 使粒子的速度 v＜Bql 4m B.使粒子的速度 v＞5Bql 4m C.使粒子的速度 v＞Bql m D.使粒子速度 Bql 4m＜v＜5Bql 4m 8 如图所示当 S 闭合后,关于放在磁场中的通电金属板,下列说法正确的是 ( ) A a 边带正电荷 B 自由电子集中在 a 边 C a 边电势较 b 边低 D a、b 间无电势差 9 如图所示一速度为 v0 的正离子恰好能沿着直线飞出离子速度选择器，选 择器中磁感应强度 B，电场强度为 E，若 B、E 、v0 同时增大为原来的两 倍，则离子将： A 仍沿直线飞出选择器 B 往上偏 C 往下偏 D 往纸外偏 10 如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里， 三个油滴 a、b、c 带有等量的同种电荷，已知 a 静止，b 向右匀速运动，c 向左匀速运动．比较它们的质量应有（ ） A．a 油滴质量最大 B．b 油滴质量最大 C．c 油滴质量最大 D．a、b、c 的质量一样 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 如图，在 0≤x≤ 3区域内存在与 xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，在 t=0 时刻，一位于坐标原点的粒子源在 xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度 大小相同，方向与 y 轴正方向的夹角分布在 0~180°范围内。已知沿 y 轴正方向发射的粒子 在 t=t0 时刻刚好从磁场边界上 P（ 3a，a）点离开磁场，求： (1)粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 及粒子的比荷 q/m； (2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与 y 轴正方向夹角的取 值范围； (3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。 12 如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从 狭缝 S1 射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝 S2 射出的离子，又沿着与电 场垂直的方向，立即进入场强大小为 E 的偏转电场，最后打在照相底片 D 上。已知同位素离 子的电荷量为 q(q>0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 E0 的匀强电场和磁感 应强度大小为 B0 的匀强磁场，照相底片 D 与狭缝 S1、S2 的连线平行且距离为 L，忽略重 力的影响。 (1)求从狭缝 S2 射出的离子速度 v0 的大小； (2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度 v0 方 向飞行的距离为 x，求出 x 与离子质量 m 之间的关系式 （用 E0、B0、E、q、m、L 表示）。 13 如图，宽度分别为 l1 和 l2 的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂 直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向左。一带正电荷的粒子以速率 v 从磁场区 域上边界的 P 点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边 界上的 Q 点射出。已知 PQ 垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到 PQ 的距 离为 d。不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比. 14 如图（甲）所示，MN 为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为 d，两板中央各有一 个小孔 OO′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图（乙） 所示．有一群正离子在 t=0 时垂直于 M 板从小孔 O 射入磁场，已知正离子质量为 m、带电 荷量为 q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为 T0．不考虑 由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求： （1）磁感应强度 B0 的大小； （2）要使正离子从 O′孔垂直于 N 板射出磁场， 正离子射入磁场时的速度 v0 的可能值