11－2带电粒子在磁场中的运动.doc

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11－2带电粒子在磁场中的运动
1．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是()
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把+q改为-q且速度方向改变,大小不变，则洛伦兹力的大小，方向均不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力作用，运动的动能、动量均不变
2．一带电粒子在磁场中运动，只受磁场力作用，则该带电粒子可能做（）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动
C．变加速曲线运动 D．匀变速曲线运动
图11-2-1
3．如图11-2-1所示，水平导线中有恒定电流通过，导线正下方电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将()
A．沿a运动，轨迹为圆
B．沿a运动，曲率半径越来越小
C．沿a运动，曲率半径越来越大
D．沿b运动，曲率半径越来越小
4．在匀强磁场中一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ）
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4
D．粒子的速率不变，周期减半
图11-2-2
5．三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图11-2-2中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为：
A．1：1：1 B．1：2：3
C．3：2：1D．1：：
图11-2-3
B
a
b
c
d
6．同位素离子以相同的速率从a孔射入正方形空腔中，空腔内匀强磁场的磁感应强度方向如图11-2-3所示．如果从b、c射出的离子质量分别为m1、m2，打到d点的离子质量为m3，则下列判断正确的是
A．m1＞m2＞m3 B．m3＞m2＞m1
C．m1：m2＝1：2 D．m2：m3＝2：1
7．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形状的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷q/m，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是
A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大
B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小
C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小
D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变
图11-2-4
8．如图11-2-4是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆形筒内有B=1×104T的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔、分别作为入射孔和出射孔．现有一束比荷为的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出，其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度大小是（）
A．4×105m/s B．2×105m/s C．4×106m/s D．2×106m/s

×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
P
O
l
M
N
B
v
图11-2-5
9．图11-2-5中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B．一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点．已知B、v以及P到O的距离l．不计重力，求
(1)规范作出粒子在磁场中运动的轨迹图．
(2)此粒子的电荷q与质量m之比．

L
v0
θ
图11-2-6

10．一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图11-2-6所示的匀强磁场中（磁感应强度为B，磁场宽度为L），要使此带电粒子穿过这个磁场，则带电粒子的初速度应为多大？

O
x
y
A
B
图11-2-7
11．如图11-2-7所示，在xoy平面内有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场，磁感强度为B，一带电量为+q的粒子，质量为m，从O点以某一初速度垂直射入磁场，其轨迹与x、y轴的交点A、B到O点的距离分别为a、b，试求：
（1）初速度方向与x轴正向所成夹角θ．
（2）初速度的大小．

M
O
B
v0
N
P
2B
图11-2-8
12．如图11-2-8所示，有两个方向相反，均垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B和2B，MN是它们的分界面，有一束电量均为q，但质量不全相同的带电粒子，经相同的电势差U加速后从分界面上的O点垂直于分界面射入磁场，求：（1）质量多大的粒子可到达距O点为L的分界面上的P点？（2）这些不同的粒子到达P点需要的时间最长是多少？