高中物理 第三章 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)練習(xí)（四） 新人教版選修31

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1、 廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第三章 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)練習(xí)（四） 新人教版選修3-1 【鞏固練習(xí)】 （ ）1.一帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)的方向射人一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的一段徑跡如圖，徑跡上每一小段都可以看成圓弧，由于帶電粒子使沿途空氣電離，粒子的能量逐漸減小(電量不變)則可判定： A．粒子從a到b，帶正電B．粒子從b到a，帶正電 C．粒子從a到b，帶負(fù)電D．粒子從b到a，帶負(fù)電 2．如圖所示的是質(zhì)譜儀的原理圖，A為粒子加速器，電壓為Ul，B為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，

2、今有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子經(jīng)加速后，恰能通過(guò)速度選擇器，進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（不計(jì)重力）求： (1)粒子的速度V (2)速度選擇器的電壓U2 (3)粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R ﹡﹡3．如圖所示，一帶電質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，電荷為q，以平行于ox軸的速度v從y軸上的a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域。為了使該質(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于ox的速度v射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于xoy平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，求：這圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑．（重力忽略不計(jì)．） a b O

3、 y x y v 4．磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興持術(shù)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的裝置，A、B組成一對(duì)平行電極，兩板間距為d，內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)持續(xù)將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，而整體呈中性）垂直噴入磁場(chǎng)，每個(gè)離子的速度為v，電量大小為q，忽略兩極之間的等效內(nèi)阻， 求：穩(wěn)定時(shí)，電勢(shì)較高的是哪個(gè)極？磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？外電阻R上消耗的功率為多大 . ﹡﹡5．如圖所示，在區(qū)域Ⅰ內(nèi)為加速電場(chǎng)，兩板間加速電壓為U，板

4、間距離為d。區(qū)域Ⅱ、Ⅲ內(nèi)都有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但方向相反。在孔S處有一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子由靜止開(kāi)始被兩板間的電場(chǎng)加速后，從孔S/處垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。要求使該粒子通過(guò)某一路徑繞行一周后返回S點(diǎn)。已知區(qū)域Ⅱ的寬度為L(zhǎng)= 。求： ⑴試?yán)L出粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。 ⑵區(qū)域Ⅲ的寬度至少為多大？ ⑶求該粒子周期性往返運(yùn)動(dòng)的周期？ S S/ Ⅰ Ⅲ Ⅱ 6．如圖所示，以MN為界的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=2B2，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的正粒子，從O點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入B1中。

5、求：⑴畫(huà)出此粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡 ⑵經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間粒子重新回到O點(diǎn)？ 7．如圖所示，虛線MN右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，從MN上一點(diǎn)O可以向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為＋q、質(zhì)量為m、速率為V的粒子，粒子速度方向可在紙面內(nèi)各個(gè)方向。已知先后射入的兩個(gè)粒子恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇，PO＝L。不計(jì)重力及粒子間相互作用。求：⑴粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。⑵求這兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔。 O M N P 8．如圖所示，兩塊平行放置的金屬板，上板帶正電，下板帶等量負(fù)電。在兩板間有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電子從兩板左側(cè)以速

6、度v0沿金屬板方向射入，當(dāng)兩板間磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B1時(shí)，電子從a點(diǎn)射出兩板，射出時(shí)的速度為2v0。當(dāng)兩板間磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B2時(shí)，電子從b點(diǎn)射出時(shí)的側(cè)移量（豎直方向上位移）僅為從a點(diǎn)射出時(shí)側(cè)移量的1/4，求：電子從b點(diǎn)射出的速率。 9．如圖所示，空間存在正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作用下，由靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最低點(diǎn)，忽略重力，則 （ ） A、 這離子一定帶正電荷 B、 A點(diǎn)B點(diǎn)位于同一高度 C、 離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大 D、 離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原曲線返回到A點(diǎn)

7、10．如圖所示，質(zhì)量為1g的小環(huán)帶410-4C正電，套在長(zhǎng)直的絕緣桿上，兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，將桿放入都是水平的互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桿所在的豎直平面與磁場(chǎng)垂直，桿與電場(chǎng)夾角為37，若E=10N/C，B=0.5T，小環(huán)從靜止釋放，求：（1）當(dāng)小環(huán)加速度最大時(shí)，環(huán)的速度和加速度； （2）當(dāng)小環(huán)速度最大時(shí)，環(huán)的速度和加速度。 11．如圖為電磁流量計(jì)的示意圖，直徑為d的非磁性材料制成的圓形導(dǎo)管內(nèi)有導(dǎo)電液體流動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)電液體流動(dòng)方向而穿過(guò)一段圓形管道。若測(cè)得管壁內(nèi)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，求：管中導(dǎo)電液體的流量Q= m3/s 31