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廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第三章 磁場 帶電粒子在磁場中運動練習(xí)(四) 新人教版選修3-1
【鞏固練習(xí)】
( )1.一帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射人一勻強(qiáng)磁場,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,磁場與電場垂直,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,恰能通過速度選擇器,進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運動,(不計重力)求:
(1)粒子的速度V
(2)速度選擇器的電壓U2
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R
﹡﹡3.如圖所示,一帶電質(zhì)點的質(zhì)量為m,電荷為q,以平行于ox軸的速度v從y軸上的a點射入圖中第一象限所示的區(qū)域。為了使該質(zhì)點能從x軸上的b點以垂直于ox的速度v射出,可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€垂直于xoy平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。若此磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內(nèi),求:這圓形磁場區(qū)域的最小半徑.(重力忽略不計.)
a
b
O
3、 y
x
y
v
4.磁流體發(fā)電是一項新興持術(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?,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,每個離子的速度為v,電量大小為q,忽略兩極之間的等效內(nèi)阻,
求:穩(wěn)定時,電勢較高的是哪個極?磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢多大?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,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,但方向相反。在孔S處有一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子由靜止開始被兩板間的電場加速后,從孔S/處垂直磁場方向進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。要求使該粒子通過某一路徑繞行一周后返回S點。已知區(qū)域Ⅱ的寬度為L= 。求:
⑴試?yán)L出粒子在電場、磁場中的運動軌跡。
⑵區(qū)域Ⅲ的寬度至少為多大?
⑶求該粒子周期性往返運動的周期?
S
S/
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
6.如圖所示,以MN為界的兩勻強(qiáng)磁場,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點沿圖示方向進(jìn)入B1中。
5、求:⑴畫出此粒子的運動軌跡 ⑵經(jīng)過多長時間粒子重新回到O點?
7.如圖所示,虛線MN右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B,從MN上一點O可以向磁場區(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)各個方向。已知先后射入的兩個粒子恰好在磁場中給定的P點相遇,PO=L。不計重力及粒子間相互作用。求:⑴粒子在磁場內(nèi)運動的軌道半徑。⑵求這兩個粒子從O點射入磁場的時間間隔。
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。一電子從兩板左側(cè)以速
6、度v0沿金屬板方向射入,當(dāng)兩板間磁場的磁感強(qiáng)度為B1時,電子從a點射出兩板,射出時的速度為2v0。當(dāng)兩板間磁場的磁感強(qiáng)度為B2時,電子從b點射出時的側(cè)移量(豎直方向上位移)僅為從a點射出時側(cè)移量的1/4,求:電子從b點射出的速率。
9.如圖所示,空間存在正交的電場和磁場,一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,由靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達(dá)B點時速度為零,C點是運動過程的最低點,忽略重力,則 ( )
A、 這離子一定帶正電荷
B、 A點B點位于同一高度
C、 離子在C點時速度最大
D、 離子到達(dá)B點后,將沿原曲線返回到A點
7、10.如圖所示,質(zhì)量為1g的小環(huán)帶410-4C正電,套在長直的絕緣桿上,兩者間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,將桿放入都是水平的互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,桿所在的豎直平面與磁場垂直,桿與電場夾角為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,環(huán)的速度和加速度; (2)當(dāng)小環(huán)速度最大時,環(huán)的速度和加速度。
11.如圖為電磁流量計的示意圖,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,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)電液體流動方向而穿過一段圓形管道。若測得管壁內(nèi)a、b兩點間的電勢差為U,求:管中導(dǎo)電液體的流量Q= m3/s
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