期末復(fù)習(xí)三：帶電粒子在磁場中運動

1、內(nèi)部資料，請勿外傳 專題訓(xùn)練復(fù)習(xí)三：帶電粒子在磁場中運動1利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域，如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流兩側(cè)面會形成電勢差，下列說法中正確的是（）A電勢差僅與材料有關(guān)B若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差C僅增大磁感應(yīng)強度時，電勢差變小D在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平2磁流體發(fā)電的原理如圖所示，將一束速度為v的等離子體垂直于磁場方向噴入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，在面積為ab、間距為d的兩平行金屬板間產(chǎn)生電動勢。將其上下極板與阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器相

2、連，間距為L的電容器極板間有一帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計其它電阻，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A平行金屬板上極板比下極板電勢高 B磁流體發(fā)電機的電動勢為BLvC電容器所帶電荷量為CBavD微粒的比荷3如圖所示，兩平行金屬板水平放置，其間存在互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B，oa為直線，ob、oc為兩段圓弧。一帶電粒子以速度v從左側(cè)o點射入后沿直線oa運動，粒子重力不計，下列說法正確的是（）A不能確定粒子的電性，也不能求出粒子的電量，但可求出粒子的速度為B若撤去電場，粒子可能沿ob運動，也可能沿oc運動C若撤去磁場，粒子可能沿oc運動，粒子的電勢能減小D若粒子以速度v從右側(cè)a點射入沿直線

3、ao運動4（多選）如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R所加磁場的磁感應(yīng)強度為B，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大動能Ek后由A孔射出，下列說法中正確的是A質(zhì)子在勻強磁場中做圓周運動時獲得能量，用來加速B增大交變電壓U，質(zhì)子在加速器中運行總時間將變短C回旋加速器所加交變電壓的頻率為D下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比（由內(nèi)到外）為1：5美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進了一大步圖為一種改進后的回旋加速器示意圖，

4、其中盒縫間的加速電場場強恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D型盒中的勻強磁場做勻速圓周運動對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是( )A帶電粒子每運動一周被加速兩次 B帶電粒子每運動一周P1P2P2P3C加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān) D加速電場方向需要做周期性的變化6如圖所示，在xOy平面內(nèi)一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計）以速度v0從坐標(biāo)原點O沿與x軸正方向成角射入第一象限，并從x軸上的A點（x1=a）離開第一象限，速度方向與x軸的正方向也是；=30。（1）若只在xOy平面上的第四象限存在一固定點電荷，帶電粒子

5、只在電場力作用下沿圓弧勻速從O點運動到A點，求固定點電荷的電量大小和坐標(biāo)位置。（2）若只在第一象限存在方向垂直于xOy平面的勻強磁場，帶電粒子只在洛倫茲力作用下沿圓弧勻速從O點運動到A點，求磁感應(yīng)強度的大小和方向。7如圖所示，在直角坐標(biāo)系中，軸上方有勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為，磁場方向垂直于紙面向外。在坐標(biāo)原點處有一個放射源，可沿紙面向各方向射出速率均為的粒子，已知粒子的質(zhì)量，電量。（1）粒子在磁場中運動的半徑和周期。（2）坐標(biāo)為（20cm，0）點有兩個粒子能夠打到，求兩個粒子到達的時間差。（3）如果粒子只射向第二象限（包括坐標(biāo)軸），畫出粒子能到達區(qū)域的大致圖像，并求出面積？8電子打在熒光屏

6、發(fā)光的現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用。如圖所示，MNPQ區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，MN與QP足夠長。有一塊長為4d、厚度不計的熒光屏ab，上表面涂有熒光粉，平行MQ放置在磁場中，且與MQ相距2d，左端a與MN相距也為2d，電子由陰極發(fā)射出來（已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e、初速度可視為零）經(jīng)加速電場加速后，從M點垂直MQ進入磁場區(qū)域，速度方向與磁場方向垂直。若電子打到熒光屏就被吸收，忽略電子重力、一切阻力及電子間的相互作用力。(1)如果加速電壓為U，求電子剛進入磁場的速度大??；(2)調(diào)節(jié)加速電壓使電子恰好打到a端，求電子在磁場中運動的時間；(3)調(diào)節(jié)加速電壓，求能使電子打在熒光屏的加速電壓范圍。9如圖甲所示，空間中有一半徑為2r，邊界處由特殊絕緣材料制成圓筒，粒子打到邊界會被筒壁反彈（反射后粒子動能不變，其反射規(guī)律類似于光的鏡面反射規(guī)律）。筒內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，其大小隨時間呈周期變化（如圖乙所示），周期為T（未知）。以圓心O為原點建立坐標(biāo)軸， O處有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子，在t=0時刻以速度v0沿向y軸正