1、狂刷 40 帶電粒子在交變場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)刷衷舷1 1 如圖所示，兩平行金屬板間接有如圖所示的隨時(shí)間t變化的電壓u,上極板電勢(shì)較高，板長(zhǎng)L=0.40=0.40 m m，板間距離d=0.20=0.20 m m，在金屬板右側(cè)有一個(gè)邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)_3_ 5_度B=5.0=5.0X1010T T,方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有帶電粒子以速度V0=1.=1. 0 0X1010 m/sm/s 沿兩板中線00方向平行于金屬板射入電場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界MN與中線00垂直。已知帶正電粒子的比荷q1.0 108C/kg，粒子的重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過電場(chǎng)區(qū)的極短時(shí)間內(nèi)，板間m的電場(chǎng)強(qiáng)度可以看作恒定不變的。則下列說

2、法正確的是A.A. 粒子在U=30=30 V V 時(shí)粒子能離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)B.B.在t=0=0 時(shí)粒子能離開電場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)，射入磁場(chǎng)點(diǎn)與離開磁場(chǎng)點(diǎn)間的距離為0.40.4 m mC.C.在 U=20U=20 V V 時(shí)粒子射入磁場(chǎng)點(diǎn)與離開磁場(chǎng)點(diǎn)間的距離大于0.40.4 m mD.D. 在U=25=25 V V 時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)【答案】BDBD【解折】若粒子恰能射出電場(chǎng)，則水平方向：豎直方向：解得4=心爭(zhēng)，22wnwnqLqL芾入數(shù)據(jù)解得：陸心口故當(dāng)粒子在*30 V時(shí)粒子不能離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，而達(dá)到極板上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在日時(shí)粒子能禽開電場(chǎng)，垂直倔進(jìn)入?yún)棃?chǎng)/在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為氏二艷

3、=02叫 則因?yàn)榱Ｗ釉谠湀?chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周然后從0中射出，故射入磁場(chǎng)點(diǎn)與鳥幵磁場(chǎng)點(diǎn)間的距務(wù)為西蟲4%選項(xiàng)B正確；設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與00的夾角為0，則速度大?。簐二.,粒cos日-2 -子在磁場(chǎng)中做-3 -圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑：盤仝二嘗J粒子從確場(chǎng)中飛出的位蠱與進(jìn)入醯場(chǎng)的位置之間的距禹qRqR qBqBcos0 0舞代入數(shù)據(jù)嗨卡-即在任意時(shí)沁晞場(chǎng)的粒子飛出砸與進(jìn)入磁場(chǎng)的位置之間的距離為定值選項(xiàng) Q 錯(cuò)誤*因所有粒子在盛場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相同，在 M5V 時(shí)粒子從極 板邊緣飛出電場(chǎng)，然后進(jìn)入碣場(chǎng)時(shí)速度與咖的夾甬最技在晞場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的角度最犬，時(shí)間最長(zhǎng)，選 項(xiàng) D 正確?！久麕燑c(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)

4、中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題一般程序是：1 1、畫軌跡：確定圓心，幾何方法求半徑并畫出軌跡；2 2、找聯(lián)系：軌跡半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度聯(lián)系；偏轉(zhuǎn)角度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系，時(shí)間與周期聯(lián)系；3 3、用規(guī)律：牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。2 2回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D D 形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速。兩 D D 形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，在保持勻強(qiáng)磁場(chǎng)和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對(duì)質(zhì)子（；H）和氦核（：He）加速，則下列說法中正確的是A A. 質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為1:

5、1:2 2B.B. 質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為2:2:1 1C.C. 加速質(zhì)子、氦核時(shí)交流電的周期之比為2:2:1 1D.D. 加速質(zhì)子、氦核時(shí)交流電的周期之比為1:1:2 2【答案】BDBD14子（iH）和氦核（2He），則有質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比【解析】當(dāng)粒子從 D D 形盒中出來時(shí)速度最大，根據(jù)2vmqVmB二m石,R得Vm二qBRm，根據(jù)質(zhì)2:12:1，故 A A 錯(cuò)誤，B BB-4 -正確。根據(jù)公式Vm= =2 2，可知，周期與最大速度成反比，即加速質(zhì)子、氦核時(shí)交流電的周期之比 1:21:2，故 C C 錯(cuò)誤，D D 正確。3 3如圖甲所示是回旋加速器的示意圖，其核

6、心部分是兩個(gè)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的D D 形金屬盒，兩盒分別與高頻電源相連帶電粒子在加速時(shí)，其動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是A.A. 在E- t t 圖象中應(yīng)有( (t4-t3)()(t3-t2)()00 時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面。一電荷量q=5=5n X1010-7C C、 質(zhì)量m=5=5X101010kgkg 的帶電粒子，位于某點(diǎn)0處，在t=0=0 時(shí)以初速度vo= =nm/sm/s 沿某方向 開始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能00T內(nèi)按圖乙中逆時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)且被4-13 -產(chǎn)生的一切其他影響。則在磁場(chǎng)變化N個(gè)（N為整數(shù)）周期

7、的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于-14 -B/T5：10：15：20：25：30!35：: /x10 -0.1A A. nm/sm/sC.C.22m/sm/sD.D. 2 2 m/sm/s【答案】C C2【解析】根據(jù)洛倫茲力提供向心力則有qvB = m，即rmv,T=P?？芍摿BqB子周期T=0.02=0.02 s s，半徑r=0.01=0.01 m m。作出粒子的軌跡示意圖如圖所示，所以在磁場(chǎng)變化個(gè)（N為整數(shù)）周期的時(shí)間內(nèi)，由平均速度的定義式m/s=2m/s=2、2m/sm/s，即 C C 選項(xiàng)正確。-x N 22r2；2 0.01v= = = =tNT00.0113.13.如圖所示

8、，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè) D D 形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩 D D 形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，D D 形盒半徑為R。用該回旋加速器加速質(zhì)子（質(zhì)量數(shù)為1 1,核電荷數(shù)為 1 1）時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B,高頻交流電周期為To（粒子通過狹縫的時(shí)間忽略不計(jì)）則-15 -A.A.質(zhì)子在 D D 形盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2 2TB B.質(zhì)子被加速2nRB BU U-16 -C.C. 質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小無關(guān)D.D.不改變B和T,該回旋加速器也能用于加

9、速a粒子 （質(zhì)量數(shù)為4 4,核電荷數(shù)為 2 2）【答案】C C【解析】回旋加速器粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相等，故A錯(cuò)誤；當(dāng)粒 子從D形盒中出來時(shí)速度最大，%=竽,故B錯(cuò)誤，根據(jù)心二趕,得%二廻，與T TRmRm加速的電壓無關(guān)，故C正確。根據(jù),知質(zhì)子換成a粒子，比荷發(fā)生變化，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期發(fā)生變化，回能加速器粒子在盛場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相 等，故需要改變晞感應(yīng)強(qiáng)度或交溢電的周朗故D錯(cuò)誤。14.14.如圖甲所示，在空間存在一個(gè)變化的電場(chǎng)和一個(gè)變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向水平向右（圖甲中由B到C）,場(chǎng)強(qiáng)大小隨時(shí)間變化情況如圖乙所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面、大小隨時(shí)間變化

10、情況如圖丙所示。在t=1=1 s s 時(shí)，從A點(diǎn)沿AB方向（垂直于BC）以初速度V。射出第一個(gè)粒子，并在此之后，每隔 2 2 s s 有一個(gè)相同的粒子沿AB方向均以初速度V。射 出，并恰好均能擊中C點(diǎn)，若AB=BC=L且粒子由A運(yùn)動(dòng)到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于 1 1 s s。不計(jì) 空氣阻力，對(duì)于各粒子由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，以下說法正確的是BCA.A.電場(chǎng)強(qiáng)度 E E）和磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小之比為 3 3vo：1 1B.B.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為1:31:3C.C.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為n:2:2D.D.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子通過C的動(dòng)能之比為 1:51:5【答案】

11、CDCD02468 f/s 02463tk乙芮-17 -【解析】在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子軌跡為拋物線，在電場(chǎng)方向的位移為Z,即“討二鶉，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子軌跡為仙圓弧,半徑為 G 洛倫茲力提供向心力，即啊二柄單嫌立可得學(xué)=2% ,IrIrBQA錯(cuò);由題可知，第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子分別在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子加速度 為如二空卷 在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)粒子抑速度為如二唾、所汰坐二宀錯(cuò)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)m mm m i iE E2動(dòng)周期為r =，所以磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為r rB B= 旦,電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為呱砂 o叫h h2 2C C對(duì)5磁場(chǎng)艮拋?zhàn)硬蛔龉?電場(chǎng)對(duì)粒子徴功班二叭 L L = = 2 2 礙第一個(gè)粒子通過C C的動(dòng)能為+誠(chéng), 第二個(gè)粒子通過C的動(dòng)能為占嘯+FF二號(hào)吠，D正確。JuJu1515 .如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為+ +q的帶電粒子，不計(jì)重力，在平向左射入磁場(chǎng)區(qū)域I,沿曲線abed運(yùn)動(dòng)，ab、be、cd都是半徑為川三部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度【解析】由左手定則可判斷出磁感應(yīng)強(qiáng)度$在磁場(chǎng)區(qū)域K IU III內(nèi)晞場(chǎng)方向分別為向外