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1、用回旋加速器分别加速α粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为( ) A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3 解析：粒子每次在磁场中回旋的时间是匀速圆周运动的半周期，这个时间也正是交变电压的半周期，所以交变电压的频率就是粒子在磁场中匀速圆周运动的频率，根据 答案：B 2、如图，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向水平向里．一个带电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，则带电粒子运动的方向可能是（ ） A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下 解析：带电粒子所受的洛伦兹力一定对它不做功，而粒子的动能又保持不变，所以可以判断所受的电场力对它也没有做功，粒子一定沿电场中的等势面移动，即竖直方向，若是竖直向上运动，不论是正电荷还是负电荷，洛伦兹力与电场力一定方向相反，可能平衡而作匀速直线运动，粒子的动能保持不变；若是竖直向下运动，不论是正电荷还是负电荷，洛伦兹力与电场力一定方向相同，在两力的作用下而作曲线运动，电场力做功，粒子的动能将发生变化． 答案：C 3、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为V，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，当滑块沿斜面滑至底端，则滑至底端时的速率( ) A．变大 B．变小 C．不变 D．条件不足，无法判断 解析：由左手定则判断带负电的滑块沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所以使滑块与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端过程中克服摩擦力做功增大，根据动能定理，滑到底端时的动能小于无磁场时到底端的动能，速率变小． 答案：B 4、某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上．物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块．水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动．在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力的说法中正确的是（ ） A．A对B的压力变小 B．B对A的摩擦力保持不变 C．A对B的摩擦力变大 D．B对地面的压力保持不变 解析：AB系统在水平方向仅受水平恒力F作用，所以作匀加速直线运动，随着AB速度的增大，带正电的物块A所受的洛伦兹力逐渐增大，且由左手定则判断洛伦兹力方向竖直向下，所以A对B的压力变大，B对地面的压力变大，B对A的摩擦力为静摩擦力，且 答案：B 5、环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．带电粒子被电压为U的电场加速后，注入对撞机的高真空环状空腔内，在匀强磁场中作半径恒定的匀速圆周运动．带电粒子局限在环状空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应．关于带电粒子的比荷q/m、加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系有如下判断：①对于给定的U，q/m越大，则B应越大；②对于给定的U，q/m越大，则B应越小；③对于给定的带电粒子，U越大，则T越小；④对于给定的带电粒子，不管U多大，T都不变，其中正确的是（ ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：在电场加速中，根据动能定理有： 答案：D 6、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间电离气体的电阻率为____________
解析：等离子体是在高气压作用下被喷射入磁场的，所以正离子和电子的运动方向是相同的．在洛伦兹力的作用下，正离子向极板B方向偏转，负电子向极板A方向偏转，在极板间建立电场，形成电势差，在开路状态，当电场力与洛伦兹力平衡时，发电机电动势恒定，且 电路闭合时， 答案： 7、一个带电液滴从距正交的匀强磁场和匀强电场的区域上边缘H高处自由下落，进入该复合场，并做匀速圆周运动，方向如图所示．已知电场强度为E，磁感应强度为B，磁场方向为水平向外，则液滴的电性是__________电，电场方向为______________圆周的半径为_____________．
解析：进入复合场后作匀速圆周运动，表明液滴的电场力和重力平衡，并在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动，进入时洛伦兹力向右，由左手定则判断四指方向与其运动方向相反，所以液滴带负电；液滴所受电场力竖直向上，所以电场方向竖直向下；进入磁场时的速度为 答案：负，竖直向下， 8、如图所示是回旋加速器中的粒子被加速和回旋所在的平面，它的交变电压的频率为1.2×107Hz，半圆形D型盒半径为0.532m，已知氘核的质量m＝3.34×10-27kg，电量q＝1.6×10-19C．问： (1)要加速氘核，使之回旋的匀强磁场的磁感应强度应为多大?（答案均保留三位有效数字） (2)氘核能达到的最大速度是多少?最大动能是多少?
解析：（1）要求氘核在磁场中匀速圆周运动的周期（频率）等于交变电压的周期（频率）才能加速氘核． 根据频率公式 （2）当氘核最后一次在D形盒内回旋而射出时，其圆周运动的最大半径就是D形盒的半径，所以最大速度为 答案：1.57T, 4.00×107m/s, 16.7Mev． 9、如图所示，两块垂直纸面的平行金属板A、B相距d=10.0 cm，B板的中央M处有一个α粒子源，可向各个方向射出速率相同的α粒子，α粒子的比荷q／m=4.82×107 C／kg，为使所有α粒子都不能达到A板，可以在A、B板间加一个电压，所加电压最小值是U0=4.15×104 V；若撤去A、B间的电压，仍使所有α粒子都不能到达A板，可以在A、B间加一个垂直纸面的匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度B必须符合什么条件？
解析：设射出的α粒子速率为v,在电场力作用下最容易到达A板的是速度方向垂直B板的α粒子，因为所有α粒子在垂直极板方向分运动的加速度相同，而垂直极板射出的α粒子在这个方向的初速度最大，如果这个α粒子不能达到A板，则所有α粒子都不能到达A板．由动能定理得：qU0= 加磁场后，速率相同的α粒子做匀速圆周运动的轨道半径都相同，初速度方向沿B板的α粒子最容易到达A板，因为其过起点的直径垂直于极板．当α粒子的轨道半径不大于d/2，取轨迹与AB板都相切的α粒子，即轨道半径等于d/2的临界情况，与此对应的磁感应强度就是使所有α粒子都不能到达极板A的最小磁感应强度． 因为：Bqv= 即磁感应强度应满足B≥0.83 T． 答案：B≥0.83 T 10、如图所示的空间中依次分布着场强为E的匀强电场和磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，匀强电场宽为L，虚线为两个匀强磁场分界线，右边磁场范围足够大．质量为m、电荷量为q的离子从A点由静止释放后经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场后按某一路径能回到A点而重复前述过程，求：
1.离子进入磁场时的速度大小和运动半径； 2.中间磁场的宽度d．
解析：离子在电场中先做匀加速直线运动，进入中间磁场后向上偏转沿圆弧运动，接着进入右边磁场做半径同样大小的圆周运动，绕过大半圆，又回到中间磁场，最后沿圆弧回到电场．轨迹具有对称特点，在两个磁场中的圆弧相切且半径相等，如图所示： 1.设粒子在电场中加速后进入磁场时速度为v 则： v= 粒子在磁场中运动时，其轨迹半径为： R= 2.由图得O1O2=O1′O2=O1O1′=2R ， θ=60° d=R sinθ=Rsin60°= 答案： ▍ 编辑：Wulibang（ID：2820092099） ▍ 来源：综合网络 |
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，频率与粒子的比荷成正比，α粒子和质子的比荷之比是1：2，所以频率之比也是1：2.
，由于系统作匀加速直线运动，加速度
恒定，所以静摩擦力保持不变，A对B的静摩擦力也不变．
，令k=
,在洛伦兹力的作用下粒子作匀速圆周运动，轨道半径
，
，所以
