时间:2020-08-15 23:50:41
1、选择题 正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，他们沿着管道向相反的方向运动。在管道控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A1、A2、A3…An共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d（如图乙），改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所示。若电子的重力可不计，则下列相关说法正确的是（?）
A．负电子在管道内沿顺时针方向运动
B．电子经过每个电磁铁，偏转的角度是
C．碰撞点为过入射点所对直径的另一端
D．电子在电磁铁内做圆周运动的半径为
参考答案：ACD
本题解析：电子在运动的过程中受力的方向指向圆心，根据左手定则可知，电子在管道内沿顺时针方向运动，故A正确；电子经过n个磁场的偏转后转过的角度是2π，经过每个电磁铁，偏转的角度是
，故B错误；由题意，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，所以碰撞点为过入射点所在直径的另一端，故C正确；由B的分析知电子经过每个电磁铁，偏转的角度是．所以
得：，故D正确．
本题难度：一般
2、选择题 中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是（ ）
A．上表面的电势高于下表面
B．下表面的电势高于上表面
C．增大h时，上下表面的电势差增大
D．增大d时，上下表面的电势差增大
参考答案：BC
本题解析：由于磁场方向是指向里的，电流方向是指向右的，故自由电子的定向移动方向是向左的，根据左手定则，电子在磁场中受到向上的沦兹力，从而向上运动，所以上表面积累了大量的自由电子从而带负电，下表面带正电，故下表面的电势高于上表面，A不对，B正确；增大h时，相当于导体在磁场中切割磁感线运动的长度变长了，故两端产生的电势差变大，故C是正确的，也可以这样认为：由于平衡时，电子受到的电场力等于磁场力，即
，故h越大，上、下表面的电势差就越大。
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是
参考答案：B
本题解析：本题考查的是洛伦兹力的相关知识。用左手定则就可以直接判断出B答案正确。
本题难度：简单
4、填空题 某种物质发射的三种射线在如图所示的磁场中分裂成①、②、③三束。那么在这三束射线中，带正电的是______________，带负电的是______________，不带电的是______________。 
参考答案：①，③，②
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图26所示，一个质量为m、电量为q的正离子，从A点正对着圆心O以速度V射入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间t。设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。
参考答案：
本题解析：由于离子与圆筒内壁碰撞时无能量损失和电量损失，每次碰撞后离子的速度方向都沿半径方向指向圆心，并且离子运动的轨迹是对称的，如图27所示。设粒子与圆筒内壁碰撞n次(
)，经过m转回到A点，则每相邻两次碰撞点之间圆弧所对的圆心角为2πm/(n+1)（这里是指磁场圆弧所对圆心角，而不是指轨迹圆弧所对圆心角）。由几何知识可知，离子运动的半径为:
(m=1，2，3…，n=2，3，…)
设图中、的
、
因
，则
而
本题难度：简单