第五章 磁场与回旋加速器（二） 单元测试 -2021-2022学年高二上学期物理沪教版选修3-1

同步训练9：磁场与回旋加速器(二) 【速度选择器】 1.平行板中电场强度E和磁感应强度B互相______。这种装置能把具有一定______的粒子选择出来。 2.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qvB，即v=_____。 【质谱仪】 由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成，质谱仪是分析同位素的重要工具。 【回旋加速器】 1.构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接______电源。D形盒处于匀强磁场中。 2.原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期________，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速。由qvB＝，得Ekm＝_______，可见粒子获得的最大动能由_____________和D形盒的________决定，与加速电压________。 【带电粒子在复合场中的运动问题】 1.复合场（电场、磁场和重力场） 2.复合场中的力（安培力、洛伦兹力和重力） ①基本粒子一般不考虑重力，如电子、质子、α粒子、离子等；②带电颗粒一般要考虑重力，如液滴、油滴、尘埃、小球等。 3.复合场题型的一般解法 （1）受力分析； （2）判断运动模型（一般为匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动和匀速圆周运动）； （3）粗画轨迹图（找准几何关系）； （4）结合相关运动规律求解。 4.基本模型 【提高训练】 1.（多选题）如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有 ( ) A．a、b均带正电 B．a在磁场中飞行的时间比b的短 C．a在磁场中飞行的路程比b的短 D．a在P上的落点与O点的距离比b的近 2.如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ） A.向上偏转      B.向下偏转      C.向纸内偏转      D.向纸外偏转 3.如图所示，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（ ） A.，正电荷 B. ，正电 C. ，负电荷 D. ，负电荷 4.如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　) A．0         B．0.5BIl C．BIl         D．2BIl 5.如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）。质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为 ，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）（ ） A． B． C． D． 6.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 7.一匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。 8.如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B，不计重力，求电场强度的大小。 9．如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R，磁场垂直纸面向里。在y＞R的区域存在沿－y方向的匀强电场，电场强度为E。在M点有一粒子源，辐射的粒子以相同的速率v，沿不