1、高效二十分（四十九）帶點(diǎn)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.如圖所示，分界面 MN兩側(cè)分別有垂直紙面的磁感強(qiáng)度為B和2B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有一質(zhì)量為m （重力不計(jì)），帶電量為q的粒子從分界面以速度v垂直飛入分界面左側(cè)磁場(chǎng)，則粒子在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)沿界面前進(jìn)的平均速度可能為A. 2v/ 兀 B . 2v/3 兀 C . v/3 兀 DB 2Bq2.如圖，在光滑絕緣絕緣水平面上，一輕繩連接著一個(gè)帶負(fù)電的小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，本圖為俯視圖，若小球運(yùn)動(dòng)到圓周上的A時(shí)，從繩的連接處脫離，脫離后仍在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的A.球可能做逆時(shí)針方向的

2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變B .小球可能做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小C.小球可能做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變D.小球可能做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑增大3.科學(xué)家利用封閉磁場(chǎng)組成的容器約束運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，這種裝置叫做磁瓶或磁籠.其基本原理如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)方向垂直紙面,將運(yùn)動(dòng)的帶電粒子約束在磁場(chǎng)圍成的中空區(qū)域內(nèi).設(shè)該種帶電粒子的質(zhì)量為m電量為q,粒子的最大速度為v,速度方向各異，但均與磁場(chǎng)方向垂直.為保證所有粒子都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣，則環(huán)狀磁場(chǎng)的寬度至少為A. mv/2Bq B . mv/Bq C . 2mv/Bq D . 3mv/Bq4.如圖所示，的

3、圓形區(qū)域里勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，有一束速率各不相同的質(zhì)子自A點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)，這些質(zhì)子在磁場(chǎng)中.X X/ K M A-*中MX 3C-.X. X X X /XA.運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大B .運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度越小D .運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度的偏向角越小5, K 一介子衰變方程為：Kt冗一 +冗0,其中K 一介子和冗一介子都帶負(fù)的基元電荷，n0介子不帶電。如圖所示，一個(gè)K小子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓?。▓D 中虛線），若在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，則 n一介子和兀。介子運(yùn)動(dòng)軌跡可能是下面各圖中的 （）A和一個(gè)帶正

4、電的小球B,空間存在著6.光滑水平面上有一個(gè)帶負(fù)電的小球豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 如圖所示。給小球B一個(gè)合適的初速度，B將在水平面上按圖示的軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于B內(nèi)部的因素，從 BA. B會(huì)向圓外飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng)C. B會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng)B . B會(huì)向圓外飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D . B會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)7.在以坐標(biāo)原點(diǎn) o為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示.一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)中分離出一小塊不帶電的物質(zhì) C (可認(rèn)為剛分離時(shí)二者的速度相同)，則此后A處以速度v沿一x方

5、向射入磁場(chǎng)，它恰好從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出.(1)請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷q/m ;(2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽,該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場(chǎng)，但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t是多少？8.如圖所示，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B;方向向里，其邊界是半徑為 的圓,AB為圓的一直徑.在A點(diǎn)有一粒子源向圓平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量 m電量-q的粒子，粒子重力不計(jì).(1)有一帶電粒子以v =2變艮的速度垂直磁場(chǎng)進(jìn)入圓形區(qū)域，恰從 m射出.求此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.(2

6、)若磁場(chǎng)的邊界是絕緣彈性邊界(粒子與邊界碰撞后將以原速率反彈)，某粒子沿半徑方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò) 2次碰撞后回到 A點(diǎn)，則該粒子的速度為多大 ？若R=3cm B=0. 2T,在A點(diǎn)的粒子源向圓平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射速度均為3X105m/s、比荷為108C/kg的粒子.試用陰影圖畫出粒子在磁場(chǎng)中能到達(dá)的區(qū)域，并求出該區(qū)域的面積(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).高效二十分（四十九）參考答案1.AB 2.ACD 3.C 4.AD 5.AB 6.C7.解：（1）由粒子的飛行軌跡，利用左手定則可知，該粒子帶負(fù)電荷.（1分）粒子由A點(diǎn)射入，由C點(diǎn)飛出，其速度方向改變了 90。，則粒子軌跡半徑則粒子的比荷（2）粒子從動(dòng)的半徑2 v qvB = mR（2分）（1分）9一m BrD點(diǎn)飛出磁場(chǎng)速度方向改變了60。角,（1分）故AD弧所對(duì)圓心角60,粒子做圓周運(yùn)R =rcot30 = *3r（2分）p , mv又 R qB（2分）所以 B B3（1分）粒子在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間1 _1 2二 mt T =66 qB14.（16 分）3v（2分）得 r, =2R粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則QITJ _=小2 IT 一福 tn分）XH月（I分）J粒子運(yùn)動(dòng)情況