第3课时带电粒子在复合场中的运动【基础巩固】带电粒子在组合场中的运动1.(2016·云南玉溪模拟)(多选)电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示.磁场方向垂直于圆面,磁感应强度为B,磁场区的中心为O,半径为r.电子束通过磁场后,偏转角度为θ,在不改变其他因素的条件下,下列措施可以使θ增大的是(BC)A.增大电压UB.减小电压UC.增大磁感应强度BD.减小磁场区域的半径r解析:电子在磁场中沿圆弧ab运动,圆心为c,半径为R,v表示电子进入磁场时的速度,m,e分别表示电子的质量和电荷量,如图所示.根据动能定理得eU=mv2由牛顿第二定律得Bev=m由几何知识得tan=解得tan=Br,增大磁感应强度B或增大磁场区域半径r或减小加速电压U可以增大偏转角θ,故选项B,C正确.2.导学号00622618如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场,一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上的速度v射入磁场,且在x轴上方运动半径为R.则(D)A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C.粒子完成一次周期性运动的时间为D.粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴前进3R解析:由r=可知,粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2,选项B错误;粒子完成一次周期性运动的时间t=T1+T2=+=,所以选项C错误;粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进L=R+2R=3R,粒子经偏转不能回到原点O,所以选项A错误,D正确.带电粒子在叠加场中的运动3.(2016·山东烟台模拟)(多选)如图所示,一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动,电场方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是(BC)A.小球一定带正电B.小球一定带负电C.小球的绕行方向为顺时针D.改变小球的速度大小,小球将不做圆周运动解析:小球做匀速圆周运动,重力必与电场力平衡,则电场力方向竖直向上,结合电场方向可知小球一定带负电,则选项A错误,B正确;洛伦兹力充当向心力,由圆周运动轨迹的弯曲方向结合左手定则可得绕行方向为顺时针,故选项C正确,D错误.4.(2016·辽宁沈阳模拟)如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出.若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b(C)A.穿出位置一定在O′点下方B.穿出位置一定在O′点上方C.运动时,在电场中的电势能一定减小D.在电场中运动时,动能一定减小解析:a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动,则该粒子一定做匀速直线运动,故对粒子a有qvB=qE,即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电,粒子都可以沿直线穿出复合场区,当撤去磁场只保留电场时,粒子b由于电性不确定,故无法判断从O′点的上方或下方穿出,选项A,B错误;粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动,电场力做正功,其电势能减小,动能增大,故选项C正确,D错误.带电粒子在复合场中的运动的实际应用5.(2016·北京海淀区模拟)(多选)如图所示是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是(ABC)A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小解析:质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,故A选项正确;速度选择器中电场力和洛伦兹力是一对平衡力,即qvB=qE,故v=,根据左手定则可以确定,速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外,故选项B,C正确;粒子在匀强磁场中运动的半径r=,即粒子的比荷=,由此看出粒子的运动半径越小,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大,故选项D错误.6.导学号00622619如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是...
