时间:2020-08-09 22:29:24
1、填空题 如图所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小为??；偏转磁场的磁感强度B2的大小为?。
参考答案：
， 
本题解析：（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，根据动能定理可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小；
（2）带电的粒子在速度选择器中做匀速直线运动，说明粒子受力平衡，根据粒子的受力状态可以求得速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小；
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据粒子在磁场中运动的半径公式可以求得偏转磁场的磁感应强度B2的大小．
（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，根据动能定理可得，
，可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为，
；
（2）粒子在速度选择器中受力平衡，所以
，所以磁感应强度
的大小为
，
（3）粒子垂直进入磁场，做圆周运动，半径的大小为
，所以
即
，
所以
．
点评：粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动，根据不同阶段的运动的特点来分类解决．
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，一个带负电的粒子沿着逆时针方向作匀速圆周运动，则此粒子的运动
A．在圆周外侧不产生磁场
B．圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C．圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D．在圆周内部不产生磁场
参考答案：B
本题解析：带电粒子沿着逆时针方向运动，所以产生顺时针方向的电流。相当于一个通电线圈，根据安培定则在圆周外侧产生的磁场方向垂直纸面向外，在圆周内部产生的磁场方向为垂直纸面向里，C正确。
本题难度：简单
3、选择题 一匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面，在xOy平面上，磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速度为v，方向沿x轴正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，如图所示。不计重力的影响。粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的 ?（?）
A．只有箭头a、b是可能的
B．只有箭头b、c是可能的
C．只有箭头c是可能的
D．箭头a、b、c、d都是可能的
参考答案：B
本题解析：
分析：一带电粒子，以一定的速度垂直进入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，使其做匀速圆周运动．若P点在磁场中，则由粒子运动轨迹来确定经过P点的速度方向；若P点不在磁场中，则粒子先做匀速圆周运动后，做直线运动，从而确定粒子经过P点的速度方向．
解答：解：磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内，由于半径不知，所以当P点在磁场中，则粒子从O点沿x轴正方向，当到达P点时，刚好完成半圈．所以经过P点的速度方向指向C；
当磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内，由于半径不知，所以当P点在磁场之外，则粒子从O点沿x轴正方向，因此出磁场时，还没有到达P点，接着做匀速直线运动后到达P点时，所以经过P点的速度方向指向b；
因此速度方向不可能指向a 或d．
故选：B
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时冲量，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能是(?)
A．始终做匀速运动
B．始终做减速运动，最后静止于杆上
C．先做加速运动，最后做匀速运动
D．先做减速运动，最后做匀速运动
参考答案：C
本题解析：本题考查复合场。给滑环施以一个水平向右的瞬时冲量使滑环获得速度，在磁场中受向上的洛伦兹力
，如果
则做匀速直线运动，A正确；如果
则受到杆的弹力和摩擦力，一直减速最后静止，B正确；如果
杆正确滑环的弹力向下，受摩擦力减速到洛伦兹力与重力相等时弹力消失摩擦力消失，此后做匀速直线运动，D正确；无论如何不会出现加速，C错误；选C。
本题难度：一般
5、选择题 某电子在一匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动，以下说法正确的是
A．电子的运动轨迹为一抛物线
B．电子的运动轨迹为一圆周
C．磁场强弱不会影响轨迹
D．电子速度大小不会影响轨迹
参考答案：B
本题解析：电子受到的洛伦兹力方向一直和速度方向垂直，故电子的运动轨迹一定是一个圆，A错误B正确，根据公式
可得，B的大小，v的大小对轨迹的半径有影响，CD错误，
点评：做本题的关键是理解洛伦兹力方向和速度的方向的关系已经对公式的正确掌握
本题难度：简单