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十、带电粒子在组合场、复合场中的运动
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1.
如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面上的M、N两小孔中,O为M、N连线的中点,连线上a、b两点关于O点对称,两导线中通有大小相等、方向向上的电流,已知长直导线在周围产生的磁场中某点的磁感应强度B=k,式中k是常数、I是导线中的电流、r为该点到导线的距离.一带正电小球以初速度v0从a点出发沿直线运动到b点,关于上述过程,下列说法正确的是( )
A.小球对桌面的压力先减小后增大[来源:学科网ZXXK]
B.小球对桌面的压力一直在增大
C.小球先做加速运动后做减速运动
D.小球先做减速运动后做加速运动
解析:根据右手螺旋定则可知,MN线段上在O点左侧的合磁场方向垂直于MN向里,在O点右侧的合磁场方向垂直于MN向外,从a到b合磁场的磁感应强度大小先减小,过O点后增大,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向先向上,大小在减小,过O点后洛伦兹力的方向向下,大小在增大,由此可知,从a点出发沿直线运动到b点的过程中,小球在速度方向不受力的作用,即小球做匀速直线运动,而小球对桌面的压力一直在增大,故A、C、D错误,B正确.
答案:B
2.
如图所示,在真空中,匀强电场方向竖直向下,电场强度为E,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,重力加速度为g,则( )
A.液滴带负电且逆时针运动,运动速率为
B.液滴带负电且顺时针运动,运动速率为
C.液滴带负电且顺时针运动,运动速率为
D.液滴带正电且顺时针运动,运动速率为
解析:因液滴在重力、电场力和洛伦兹力作用下在竖直面内做匀速圆周运动,所以重力与电场力必平衡,而电场方向竖直向下,所以液滴带负电,D错;因洛伦兹力提供向心力,由左手定则可判定液滴必顺时针运动,A错;由mg=qE及Bqv=m,B对,C错.
得v=
答案:B
3.(多选)
如图所示,回旋加速器D形盒半径为R,狭缝宽为d,所加匀强磁场的磁感应强度为B,所加高频交变电源的电压为U,质量为m、电荷量为q的质子从右半盒的圆心附近由静止出发,经加速、偏转等过程达最大能量E后由导向板处射出,忽略质子在狭缝加速运动的时间,则( )
A.最大能量E与加速电场的加速电压成正比
B.增大磁场的磁感应强度,能提高质子的最大能量
C