《（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习 第九章 磁场 第25讲 磁场对运动电荷的作用实战演练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习 第九章 磁场 第25讲 磁场对运动电荷的作用实战演练（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第九章第九章 第第 2525 讲讲 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用1.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍此离子和质子的质量比值约为( D D )A11 B12 C121 D144解析 设加速电压为U，质子做匀速圆周运动的半径为r，原来磁场的磁感应强度为B，质子质量为m，一价正离子质量为M.质子在入口处从静止开始加速，由动能定理得eUmv，质子
2、在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，ev1Bm；一价正1 22 1v2 1 r离子在入口处从静止开始加速，由动能定理得eUMv，该正离子在磁感应强度为 12B的1 22 2匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径仍为r，洛伦兹力提供向心力，ev212BM；联v2 2 r立解得Mm1441，选项 D 正确2一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成 30角当筒转过 90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒不计重力若粒子在筒内未与筒壁
3、发生碰撞，则带电粒子的比荷为( A A )A B 3B 2BC D B2 B2解析 由题可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的圆弧所对的圆心角为 30，因此粒子在磁场中运动的时间为t，粒子在磁场中运动的时间与筒转过 90所用的时间相等，即 ，1 122m qBm 6qB1 42 求得 ，选项 A 正确q m 3B3平面OM和平面ON之间的夹角为 30，其横截面(纸面)如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q0)粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成3
4、0角已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场不计重力，粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为( D D )A Bmv 2qB3mvqBC D2mv qB4mv qB解析 如图所示为粒子在匀强磁场中的运动轨迹示意图，设出射点为P，粒子运动轨迹与ON的交点为Q，粒子入射方向与OM成 30角，则射出磁场时速度方向与MO成 30角，由几何关系可知，PQON，故出射点到O点的距离为轨迹圆直径的 2 倍，即 4R，又粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径R，所以选项 D 正确mv qB4如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场一带正电的粒子从f点沿fd方向射入
5、磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间3为tb；当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc.不计粒子重力，则( A A )Avbvc12 tb：tc21Bvbvc21 tb：tc12Cvbvc21 tb：tc21Dvbvc12 tb：tc12解析 设正六边形的边长为L，一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径rbL，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对应的圆心角为 120，由洛伦兹力提供向心力Bqvb，得L，且T，得tb ；当速度大小为vc时，从c点离开磁mv2b Lmv
6、b qB2L vb1 32m qB场，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对应的圆心角 260，粒子在磁场中做圆周运动的半径rcL2L，同理有 2L，tc ，解得1 2L sin mvc qB1 62m qBvbvc12，tbtc21，选项 A 正确5(2017江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为 0，经加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上已知甲、乙两种离子的电荷量均为q，质量分别为 2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹不考虑离子间的相
7、互作用(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x；(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d；(3)若考虑加速电压有波动，在(U0U)到(U0U)之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件解析 (1)设甲种离子在磁场中的运动半径为r1，4由电场加速有qU0 2mv2，且qvB2m，1 2v2 r1解得r1，2 BmU0 q根据几何关系x2r1L，解得xL.4 BmU0 q(2)如图所示最窄处位于过两虚线交点的垂线上dr1，r2 1(L2)2解得d.2 BmU0 q4mU0 qB2L24(3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2，r1的最小半径r1min，2 BmU0U qr2的最大半径r2max，1 B2mU0U q由题意知 2r1min2r2maxL，即L，4 BmU0U q2 B2mU0U q解得L22 Bm qU0U2U0U答案 (1)L (2)4 BmU0 q2 BmU0 q4mU0 qB2L24(3)见解析
