2018-2019学年人教版选修3-1 第三章第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动 作业
2018-2019学年人教版选修3-1   第三章第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动  作业第5页

B时,粒子才受到与v和B都垂直的洛伦兹力,故C错、D对.

2.A解析:由粒子轨道半径公式r=可知,磁场越强的地方,电子运动的轨道半径越小.

3.B解析:由于qa=qb、Eka=Ekb,动能Ek=mv2和粒子旋转半径r=,可得m=,可见m与半径r的二次方成正比,故a∶b=4∶1,再根据左手定则判知粒子带负电,故B正确.

4.ABC解析:因同位素原子的化学性质完全相同,无法用化学方法进行分析,故质谱仪就成为同位素分析的重要工具,A正确.在速度选择器中,带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向,结合左手定则可知B正确.再由qE=qvB有v=E/B,C正确.在匀强磁场B0中,R=,所以=,D错误.

5.AD解析:A、C选项中粒子在电场中向下偏转,所以粒子带正电,再进入磁场后,A图中粒子应逆时针转,正确;C图中粒子应顺时针转,错误.同理可以判断B错、D对.

6.D解析:洛伦兹力不做功,所以电子在N处速度大小也为v,D正确、C错,电子在磁场中的运动时间t=≠≠,A、B均错.

7.B解析:电流下方的磁场方向垂直纸面向外,且越向下B越小,由左手定则知电子沿a路径运动,由r=知,轨迹半径越来越大.

8.C解析:垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用,使粒子做匀速圆周运动,半径R=.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量减小,磁感应强度B、带电荷量不变.又据Ek=mv2知,v在减小,故R减小,可判定粒子从b向a运动;另据左手定则,可判定粒子带正电,C选项正确.

9.BD解析:等离子体射入磁场后,由左手定则知正离子受到向下的洛伦兹力向B板偏转,故B板带正电,B板电势高,电流方向从b流向a,电场的方向由B板指向A板,A、C错误,B正确;当Bvq>Eq时离子发生偏转,故D正确.

10. C解析:电场力做的功W=Eqy,其中y为粒子沿电场方向偏转的位移,因图乙中洛伦兹力方向向上,故图乙中粒子向下偏转的位移y较小,W1>W2,故C正确.

二、计算题

11.见解析解析:由于此粒子从静止开始释放,又不计重力,要能经过M点,其起始位置只能在匀强电场区域,其具体过程如下:先在电场中由y轴向下做加速运动,进入匀强磁场中运动半个圆周再进入电场做减速运动,速度为零后又回头进入磁场,其轨迹如图13所示(没有画出电场和磁场方向),故有:L=2nR(n=1,2,3,...)①

又因在电场中,粒子进入磁场时的速度为v,则有:qE·y=mv2②

在磁场中,又有:Bqv=③由①②③得y=(n=1,2,3......).

12.(1)eU (2) (3)解析: (1)粒子在电场中加速,由动能定理得:eU=Ek-0,解得Ek=eU.