《江苏省扬州市高考物理一轮复习第三章《磁场》（第5课时）磁场与现代科技课后作业新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省扬州市高考物理一轮复习第三章《磁场》（第5课时）磁场与现代科技课后作业新人教版选修3-1（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5课时 磁场与现代科技（ ）1如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同.利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若正离子(不计重力)以水平速度射入速度选择器,则 A. 正离子从P孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器B. 正离子从Q孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器C. 仅改变离子的电性,负离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器D. 仅改变离子的电荷量,正离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器 （ ）2如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应
2、强度为B,被加速的质子从D形盒中央由静止出发,经交变电场加速后射出.设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,若忽略质子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是A. 如果只增大交变电压U,则质子在加速器中运行时间将变短B. 如果只增大交变电压U,则电荷的最大动能会变大C. 质子在电场中加速的次数越多,其最大动能越大D. 高频交变电流的周期应为 （ ）3如图所示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0)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，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的质量一定大于b的质量Ba
3、的电荷量一定大于b的电荷量Ca运动的时间大于b运动的时间Da的比荷大于b的比荷（ ）4一束几种不同的正离子,垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持原运动方向未发生偏转,接着进入另一匀强磁场,发现这些离子分成几束,如图所示。对这些正离子,可得出结论A. 它们的动能一定各不相同B. 它们的电量一定各不相同C. 它们的质量一定各不相同D. 它们的比荷一定各不相同 （ ）5目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度磁强计的原理如图10所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流已知金属导体单位体积中的
4、自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为()A.，M正、N负 B.，M正、N负C.，M负、N正 D.，M负、N正 （ ）6环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞
5、,不考虑相对论效应,下列说法正确的是A. 所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B. 若加速电压一定,离子的比荷越大,磁感应强度B越小C. 磁感应强度B一定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小D. 对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长 7对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I。不
6、考虑离子重力及离子间的相互作用。 (1)求加速电场的电压U。(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M。(3)实际上加速电压的大小会在UU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？(结果用百分数表示，保留两位有效数字)第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律 参考答案1、解析：选A正离子从P孔射入时,电场力与洛伦兹力等大反向,正离子从Q孔射入时,电场力与洛伦兹力等大同向,A正确,B错误;由qE=qvB,可见速度选择器与带电粒子的电荷量和电性无关,CD错
7、误.2、解析：选A带电粒子在回旋加速器中做圆周运动,洛伦兹力充当向心力, Bqvm,质子出磁场的速度,无论交变电压U增大还是减小,质子出磁场的速度相同,动能也就相同,BC错误;如果增大交变电流的电压,质子每次通过电场,速度的增加量要变大,质子在D形盒中会少转几圈就出来,而质子转一圈需要的时间T一定,即质子在加速器中运行的时间将变短,A正确;质子一个周期内在电场中被加速两次,而一个周期内交变电流也改变两次方向,所以高频交变电流的周期也为T,D错误.3、解析：选D粒子经电场加速的过程，由动能定理有：qUmv；粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律知Bqv0m，所以R ，由图知Ra，A、B错，D对；因周期
8、为T，a、b粒子运行时间均为，所以a运动的时间小于b运动的时间，C错4、解析：选D 在电磁场中,正离子受到的洛伦兹力F洛与电场力F电相等,从而做直线运动,有Eq=qvB1,v=EB1,即所有正离子速度都相同,当正离子进入磁场B2中时,r=mvqB2,正离子分成几束,则r不同,比荷一定各不相同,D正确。5、解析：选C由左手定则知，金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面聚集、故M负、N正由F电F洛，即eBev，InevSnevab，得B.6、解析：选B根据图示可知,正离子做逆时针方向的匀速圆周运动,负离子做顺时针方向的匀速圆周运动,磁场方向应垂直圆环平面向里,选项A错误;离子在加速电场中,qU=
9、mv2,在环状空腔中的圆周运动满足qvB=mv2r,则B=1r2mUq,对于比荷相等的正、负离子,加速电压一定,运动半径一定,则离子比荷越大,所需磁场的磁感应强度越小,选项B正确;离子在磁场中的运动速度为v=qBrm,磁感应强度相同,半径一定,比荷相同,正、负离子做圆周运动的速度相等,质量大的离子,其动能一定大,选项C错误;离子在环状空腔磁场中的运动时间为t=T2=mqB,与加速电压无关,选项D错误。7、解析(1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得qUmv2离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即qvBm由式解得U(2)设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量为Q，则QItNMNm由式解得M(3)由式有R 设m为铀238离子的质量，由于电压在UU之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为Rmax 铀238离子在磁场中最小半径为Rmin 这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为RmaxRmin即 则有m(UU)m(UU)其中铀235离子的质量m235 u(u为原子质量单位)，铀238离子的质量m238 u，故解得0.63 %答案(1)(2)(3)小于0.63%4
