83带电粒子在复合场中的运动 (2).doc
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1、8.3 带电粒子在复合场中的运动1如图8-3-1所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束,下列说法中正确的是()图8-3-1A组成A、B束的离子都带正电B组成A、B束的离子质量一定不同C速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外DA束离子的比荷大于B束离子的比荷解析A与B两束离子由速度选择器进入磁场后,由左手定则可判断出A、B两束离子均带正电;离子在速度选择器中做匀速直线运动,两离子带正电,所受电场力与场强方向一致,水平向右,洛伦兹力必水平向左,且与电场力等大:BqvqEv,由左手定则可得速度选择器中的磁场方向应
2、垂直于纸面向里;两离子进入磁场后做匀速圆周运动,观察可得圆周运动半径不同,依据r可得两离子的比荷不等,A束离子的圆周运动的半径较小,则比荷大于B束离子答案AD2如图8-3-2所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量正负电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带正电的粒子在两板间做直线运动,粒子的重力不计关于粒子在两板间运动的情况,正确的是()图8-3-2A可能向右做匀加速直线运动B可能向左做匀加速直线运动C只能是向右做匀速直线运动D只能是向左做匀速直线运动解析受力分析可知电场力向下,洛伦兹力必向上,则速度向右;洛伦兹力与速度大小有关,因此只能为匀速直线运动答案C3如图8-3-3
3、所示,空间的某个复合场区域内存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区,质子从复合场区穿出时的动能为Ek.那么氘核同样由静止开始经同一加速电场加速后穿过同一复合场后的动能Ek的大小是()图8-3-3AEkEk BEkEkCEkEk D条件不足,难以确定解析设质子的质量为m,则氘核的质量为2m.在加速电场里,由动能定理可得:eUmv2,在复合场里有:BqvqEv,同理对于氘核由动能定理可得离开加速电场的速度比质子的速度小,所以当它进入复合场时所受的洛伦兹力小于电场力,将往电场力方向偏转,电场力做正功,故动能增大,B选项正确答案B
4、4磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景其发电原理示意图如图8-3-4所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路,设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则()图8-3-4A两板间电势差为UBdvB上板是电源的正极,下板是电源的负极C流经R的电流为ID流经R的电流为I解析等离子体喷射入磁场后,在洛伦兹力F1qBv的作用下正离子向上偏,负离子向下偏,则上板是电源的正极,下板是电源的负极,B对;两
5、板间形成向下的电场,正、负离子将受到电场力F2q阻碍其偏转,假设外电路断路,则qBvq,即UBdv为电源电动势,A错电源内阻为r,由闭合电路欧姆定律得I,C、D错(等效思维法)答案B5如图8-3-5所示的真空环境中,匀强磁场方向水平、垂直纸面向外,磁感应强度B2.5 T;匀强电场方向水平向左,场强E N/C.一个带负电的小颗粒质量m3.0107kg.带电量q3.0106C,带电小颗粒在这个区域中刚好做匀速直线运动图8-3-5(1)求这个带电小颗粒运动的方向和速度大小(2)如果小颗粒运动到图中P点时,把磁场突然撤去,小颗粒将做什么运动?若运动中小颗粒将会通过与P点在同一电场线上的Q点,那么从P点
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