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广东省汕头市澄海中学高中物理 第三章 磁场 带电粒子在磁场中运动练习（四） 新人教版选修3-1

【巩固练习】
（ ）1.一带电粒子，沿垂直于磁场的方向射人一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一小段都可以看成圆弧，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)则可判定：
A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电
C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电

2．如图所示的是质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为Ul，B为速度选择器，磁场与电场垂直，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2，今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰能通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，（不计重力）求：
(1)粒子的速度V
(2)速度选择器的电压U2
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R

﹡﹡3．如图所示，一带电质点的质量为m，电荷为q，以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域。为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ox的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xoy平面，磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内，求：这圆形磁场区域的最小半径．（重力忽略不计．）

a
b
O
y
x

y
v

4．磁流体发电是一项新兴持术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，电量大小为q，忽略两极之间的等效内阻，
求：稳定时，电势较高的是哪个极？磁流体发电机的电动势多大？外电阻R上消耗的功率为多大

.
﹡﹡5．如图所示，在区域Ⅰ内为加速电场，两板间加速电压为U，板间距离为d。区域Ⅱ、Ⅲ内都有磁感应强度为B的匀强磁场，但方向相反。在孔S处有一带电量为q、质量为m的粒子由静止开始被两板间的电场加速后，从孔S/处垂直磁场方向进入区域Ⅱ。要求使该粒子通过某一路径绕行一周后返回S点。已知区域Ⅱ的宽度为L= 。求：
⑴试绘出粒子在电场、磁场中的运动轨迹。
⑵区域Ⅲ的宽度至少为多大？
⑶求该粒子周期性往返运动的周期？
S
S/

Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ

6．如图所示，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度B1=2B2，方向垂直纸面向里，现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入B1中。
求：⑴画出此粒子的运动轨迹 ⑵经过多长时间粒子重新回到O点？

7．如图所示，虚线MN右侧有垂直纸面向外的匀强磁场B，从MN上一点O可以向磁场区域发射电量为＋q、质量为m、速率为V的粒子，粒子速度方向可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇，PO＝L。不计重力及粒子间相互作用。求：⑴粒子在磁场内运动的轨道半径。⑵求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。

O
M
N
P

8．如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电。在两板间有一垂直纸面向里的匀强磁场。一电子从两板左侧以速度v0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感强度为B1时，电子从a点射出两板，射出时的速度为2v0。当两板间磁场的磁感强度为B2时，电子从b点射出时的侧移量（竖直方向上位移）仅为从a点射出时侧移量的1/4，求：电子从b点射出的速率。

9．如图所示，空间存在正交的电场和磁场，一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，由静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动过程的最低点，忽略重力，则 （ ）
A、 这离子一定带正电荷
B、 A点B点位于同一高度
C、 离子在C点时速度最大
D、 离子到达B点后，将沿原曲线返回到A点

10．如图所示，质量为1g的小环带4×10-4C正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦因数μ=0.2，将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在的竖直平面与磁场垂直，杆与电场夹角为37°，若E=10N/C，B=0.5T，小环从静止释放，求：（1）当小环加速度最大时，环的速度和加速度； （2）当小环速度最大时，环的速度和加速度。

11．如图为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，求：管中导电液体的流量Q= m3/s

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