高中 | 带电粒子在组合场中的运动问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 带电粒子在组合场中的运动问题题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-1

第三章 磁场

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在组合场中的运动问题

如图为洛伦兹力演示仪,励磁线圈产生的匀强磁场$B$方向垂直纸面向外,电子经电子枪(加速电压为$U$)由静止加速后垂直磁场水平向右射出,如图所示。忽略电子间的相互作用,则电子做圆周运动时$(\qquad)$

["

运动的速率与$U$成正比

","

$B$不变,运动周期与$U$无关

","

$B$不变,轨道半径与$U$成正比

","

$U$不变,轨道半径与$B$成反比

"]
[["BD"]]

$\rm A$、在加速电场中,根据动能定理可得:$eU = \dfrac{1}{2}mv^{2}$

解得:$v$$= \sqrt{\dfrac{2eU}{m}}$,电子运动的速率与$U$成正相关,但不是成正比,故$\rm A$错误;

$\rm BCD$、电子受到的洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得:$evB = \dfrac{mv^{2}}{r}$

解得:$r$$= \dfrac{mv}{eB} = \dfrac{\sqrt{2emU}}{eB}$

根据周期公式可得:$T = \dfrac{2\pi r}{v} = \dfrac{2\pi m}{eB}$,当$B$不变时,运动周期与$U$无关;当$B$不变时,轨道半径与电压成正相关,但不是成正比,当$U$不变时,轨道半径与$B$成反比,故$\rm BD$正确,$\rm C$错误;

故选:$\rm BD$

高中 | 带电粒子在组合场中的运动问题题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示,圆形区域内存在竖直向上的匀强电场Ⅰ;圆形区域左侧有两正对竖直放置的平行金属板,板间存在水平向左的匀强电场Ⅱ;右金属板与圆形区域相切于处,相切处有一小孔。现让一质量为、电荷量绝对值为的带电粒子,从圆边界上的点以一定速度进入电场Ⅰ,恰好从点垂直金属板进入电场Ⅱ,刚好能到达左金属板。已知电场Ⅰ、Ⅱ的电场强度大小均为,金属板间的距离为,带电粒子在点的速度大小是点的倍,带电粒子的重力和空气阻力忽略不计。求: 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图。让某同位素的离子流从容器下方的小孔无初速度飘入电势差为的加速电场,加速后从小孔垂直进入磁感应强度为的匀强磁场中,最后打在照相底片上,形成几种离子的“质谱线”。则下列判断正确的是 医院中光检测设备的核心器件为射线管。如图所示,在射线管中,电子(质量为、电荷量为,初速度可以忽略)经电压为的电场加速后,从点垂直磁场边界水平射入匀强磁场中。磁场宽为,磁感应强度大小可以调节。电子经过磁场偏转后撞击目标靶,撞在不同位置就会辐射出不同能量的射线。已知水平放置的目标靶长为,长为,不计电子重力、电子间相互作用力及电子高速运行中辐射的能量。 如图所示,一粒子源持续发射某种带电粒子,这些粒子恰能沿竖直线通过平行金属板、,两板间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,两板间的电压为,距离为。在粒子源的正下方足够远处,有一个长为的水平粒子收集板,板的中点有一小孔。板的下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。粒子恰能击中的中点。不计粒子重力及其相互间作用力。 质谱仪工作原理如图所示,它由加速电场、速度选择器和偏转磁场三部分组成。速度选择器中电场强度为;偏转磁场的磁感应强度为、方向垂直纸面向外。质量为、电荷量为的粒子经过加速电场加速后,垂直进入速度选择器,且刚好沿直线运动,并从进入偏转磁场做圆周运动,打在照相底片上,测得其直径为。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。 实验小组用图甲所示装置研究电子在平行金属板间的运动。将放射源靠近速度选择器,速度选择器中磁感应强度为(垂直纸面向里),电场强度为(竖直向下)、能沿水平方向发出不同速率的电子。某速率粒子能沿直线通过速度选择器,再沿平行金属板、的中轴线射出板间。已知水平金属板长为、间距为,两板间加有图乙所示的交变电压,电子的电荷量为,质量为(电子重力及相互间作用力忽略不计),以下说法中正确的有
今日推荐