磁场第六节洛伦兹力与现代技术习题.ppt

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1、第六节洛伦兹力与现代技术,1已知氢核与氦核的质量之比m1m214，电荷量之比q1q212，当氢核与氦核以v1v241的速度，垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1r2_，周期之比T1T2_.,答案：2112.,2如图366所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30，则电子的质量是_，穿过磁场的时间是_,图366,3.(2010年山东菏泽一中高三月考)如图367所示，在足够大的空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小E60 N/C，磁场方向与纸面垂直，磁

2、感应强度的大小为B0.5 T，现有一带电量为q1109 C、质量为m3108 kg的小球，恰好能沿水平方向向右且垂直于磁场和电场方向在此区域内做匀速直线运动(不计空气阻力，g取10 m/s2),(1)判断匀强磁场的方向；(2)求带电小球速度v的大小；(3)若在某瞬间，突然撤去磁场，求此后1102 s内电场力对小球所做的功,答案：(1)垂直纸面向外(2)7.2102 m/s(3)3.61011 J,4质谱仪原理如图3610，a为粒子加速器，电压为U1，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d，c为偏转分离器，磁感应强度为B2，今有一质量为m，电荷量为e的电子(不计重力)经加

3、速后，该离子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动求：,(1)粒子的速度v；(2)速度选择器的电压U2；(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.,5一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(H)加速到v，使它获得的动能为Ek，则：(1)能把粒子()加速到的速度为_(2)能使粒子获得的动能为_(3)加速粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率比为_,如图3612所示，一带电量为q2109c、质量为m1.81016kg的粒子，在直线上一点O处沿与直线成30角的方向垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经历t1.5106s后到达直线上另一点P.求：,例1,(1)粒子做圆周

4、运动的周期T；(2)磁感应强度B的大小；(3)若OP的距离为0.1 m，则粒子的运动速度v多大？,(1)粒子做圆周运动的周期T；(2)磁感应强度B的大小；(3)若OP的距离为0.1 m，则粒子的运动速度v多大？,【答案】(1)1.8106s(2)0.314 T(3)3.49105 m/s【点评】在解答带电粒子在磁场中运动的问题时，画好几何图形极为重要，因为有时你可以从图中找到一定的几何关系来帮助解题,1.如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为.若粒子射出磁场

5、的位置与O点的距离为l，求该粒子的比荷.,答案：见解析,如图3615所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成角设电子的质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及电子所受的重力求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r.,例2,2.长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电一质量为m、带电荷量为q的带正电的粒子(为计重力)，从左边极板隔的中点垂直磁感线以速度v水平射

6、入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是(双选)(),2.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如图所示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)从图中情况可以确定(),A粒子从a到b，带正电 B粒子从a到b，带负电C粒子从b到a，带正电D粒子从b到a，带负电,4一带电粒子在磁感应强度是B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入一磁感应强度为2B的匀强磁场，仍做匀速圆周运动，则(双选)()A粒子速率加倍，周期减半B粒子的速率不变，轨道半径减半C粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4D粒子的速率不变，周期减半,5

7、有三束粒子，分别是质子(H)、氚核(H)和粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里)下面哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹(),课时作业本,3狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图所示)，距离它r处磁感应强度大小为B(k为常数)，其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙)分布相似现假设磁单极子S和负点荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是(),A若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所

8、示C若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示,4.如图是质谱仪工作原理的示意图带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则(),Aa与b有相同的质量，打在感光板上时，b的速度比a大Ba与b有相同的质量，但a的电量比b的电量小Ca与b有相同的电量，但a的质量比b的质量大Da与b有相同的电量，但a的质量比b的质量小,5在圆形区域里，有匀强磁场，方向如图所示，有一束速率各不相同的质子自A点沿

9、半径方向射入磁场，这些质子在磁场中(双选)(),A运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大B运动时间越长的，其轨迹越长C运动时间越短的，射出磁场时，速率越小D运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小,7.如所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是(),9.如图所示，场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直于纸面向里，磁感应强度B2的方向垂直纸面向外，在S处有四个二价正离子甲、乙、丙、丁以垂直于场强E和磁感应强度B1的方向射入，若四个离子质量m甲m乙m丙m丁，速度v甲v乙v丙v丁，则运动到P1、P2、P3、P4的四个位置的正离子分别为(),A甲乙丙丁 B甲丁乙丙C丙乙丁甲 D甲乙丁丙,10.如图3635所示，水平放置的厚度均匀的铝箔，置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里一带电粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动，到达P点垂直穿过铝箔后仍做匀速圆周运动，粒子每次穿过铝箔时损失的能量都相同，如图中两圆弧半径R25 cm，r20 cm，问：(1)这个粒子带何种电荷？(2)该粒子总共能穿过铝箔多少次？,