一轮复习(定)带电粒子在磁场中运动的应用.doc

一轮复习(定)带电粒子在磁场中运动的应用

8.7带电粒子在磁场中运动的应用 班级 姓名
(　　)1.如图所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过．不计质子重力，下列说法正确的是
A．若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转
B．若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
C．若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
D．若电子以速度v0沿极板方向从右端射入，它将沿直线穿过
(　　)2．如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转．要使此离子沿直线通过电磁场，需要
A．增加E，减小B B．增加E，减小U
C．适当增加U D．适当减小E
( )3．如图所示，一束质量和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这束离子又分裂成几束，对这些进入另一磁场的离子，可得出结论
A. 它们的动能一定各不相同 B. 它们的电量一定各不相同
C. 它们的质量一定各不相同
D. 它们的电量与质量之比一定各不相同
(　　)4．如图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．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E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小
(　　)5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图10所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是
A．减小磁场的磁感应强度 B．减小狭缝间的距离
C．增大高频交流电压 D．增大金属盒的半径
(　　)6．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直盒面向下，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核(H)和α粒子(He)，比较它们所需的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，下列说法正确的是
A．加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较大
B．加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较小
C．加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较小
D．加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较大
（ ）7.粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确是
A．不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速a粒子
B．加的粒子获得的最大动能随加速电场U增大而增大
C．质子被加速后的最大速度不能超过2πRf
D．质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为
（ ）8.磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。设A、B两板间距为d，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间.则下列说法正确的是
A．A是直流电源的正极
B、B是直流电源的正极
C、两板间电势差为U＝Bdv
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力
(　　)9.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景．其发电原理示意图如练图8－3－5所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则
A．两板间电势差为U＝Bdv
B．上板是电源的正极，下板是电源的负极
C．流经R的电流为I＝
D．流经R的电流为 I＝
(　　)10．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了上图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关
E．污水流量Q＝

（ ）10.电磁流量计广泛应用于可导电流体在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面积的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面积为长方体的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线），图中流量计的上下两面是金属材料。现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电液体稳定的流经流量计时，在管外将流量计上下两面分别与一串联了电阻R的电流表的两端相连。I表示测得的电流值，已知液体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为
A． B． C． D．

2.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景．其发电原理示意图如练图8－3－5所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则(　　)
A．两板间电势差为U＝Bdv B．上板是电源的正极，下板是电源的负极
C．流经R的电流为I＝ D．流经R的电流为 I＝

5．如图所示是电磁流量计的示意图．圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场．当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差为U，就可以知道管中液体的流量Q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积．已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是（　　）
A．Q＝πdU /B
B．Q＝πdU/4B
C．Q＝πd2U/4B
D．Q＝πd2U/B

同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带正电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比q/m 越小

答案：BC

答案：BD

9．如图所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则（ ）
A．若改为电荷量－q的离子，将往上偏（其它条件不变）
B．若速度变为2v0将往上偏（其它条件不变）
C．若改为电荷量＋2q的离子，将往下偏（其它条件不变）
D．若速度变为v0将往下偏（其它条件不变）
+ —
速度选择器
A
B

5、（11汕头一模单选）如图，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束，下列说法中正确的是
A．组成A、B束的离子都带正电 B．组成A、B束的离子质量一定不同
C．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D．A束离子的比荷q/m大于B束离子的比荷

12．有电量为q、重力为G的小球，由两块竖直板上方h处自由下落，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间匀强电场场强为E，如图8所示，则下列说法正确的是 ( )
A. 小球在板间加速度恒定 B. 小球在板间加速度不可能一直不变
C. 当时，小球将作直线运动 D. 小球在板间将作匀速直线运动

4.厚度未知、宽度为d的金属板放在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电量为e，则当电流I流过导体时，在导体板上下侧面间会产生电势差U问：（1）哪板电势高？（2）电势差为多少？

(　 　)8．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．如图7表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为
A.(－R) B.(－R)
C.(－R) D.(－R)

二、巩固提高 班级 姓名
（ ）6．如图所示，从S处发出的热电子（初速度为零），经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现发现电子向上极板偏转，为使电子沿图中虚线从该混合场区域通过，可采取的措施有
A．适当减少电场强度E
B．适当增大磁感应强度B
C．适当增大加速极板间的宽度
D．适当增大加速电压U

8．如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1，E的大小为0.5×103V/m, B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域．一段时间后，小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0，-10)，N点的坐标为(0，30)，不计粒子重力，g取10m/s2．（1）请分析判断匀强电场E的方向(要求在图中画出)并求出微粒的运动速度v；（2）匀强磁场B2的大小为多大？（3）B2磁场区域的最小面积为多少？

三、巩固提高 班级 姓名
( )9.地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线运动，如图所示，由此可以判断
A.油滴一定做匀速运动
B.油滴可以做变速运动
C.如果油滴带正电，它是从点运动到点
D.如果油滴带正电，它是从点运动到点

10.如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g )。求：
（1）若在整个空间加一竖直向上的匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动, 求场强E1和小球运动的轨道半径；
（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿ox轴做匀速直线运动，求E2的大小；

11．如图所示，xOy平面内的圆与y轴相切于坐标原点O．在该圆形区域内，有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场一个带电粒子（不计重力）从原点O沿x轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过场区的时间为To．若撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该带电粒子穿过场区的时间为To /2．若撤去电场，只保留磁场，其他条件不变．求：该带电粒子穿过场区的时间．

四、学后反思（知识点、典型问题、解题方法、易错点等）
四、学后反思（知识点、典型问题、解题方法、易错点等）

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