第9课时 带电粒子在磁场中的运动(二)

第三章 磁 场 班级 选修3-1 第9课时 带电粒子在磁场中的运动(二)姓名

一、选择题

1．回旋加速器中（ ）

A．电场和磁场同时用来加速带电粒子 B．只有电场用来加速带电粒子

C．磁场、交变电源一定时，回旋加速器半径越大，同一带电粒子获得的动能越大 D．一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的频率也要不断增加 2．MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在

磁场中运动并穿过金属板，运动轨迹如图所示,则（ ） A、粒子带负电 B、粒子运动方向是abcde C、粒子运动方向是edcba

D、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长

3．金属块在磁场中，磁场方向垂直于里外两侧面向外，如图金属块中有电流通过，设金属上下表面电势分别为U上和U下，则（ ） A、U上> U下 B、U上= U下

C、U上< U下 D、无法判定上下表面电势高低 4．如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等。有ma=mbA．射向P1的是a离子 B．射向P2的是a离子 C．射到A1的是c离子 D．射到A2的是d离子

二、填空题

5．如图所示为等离子体发电机示意图，平行金属板间匀强磁场磁感应强度为B=0.5T，两板间距离为20cm，要使输出电压为220V，则等离子体垂直射入磁场的速度v=________ __ __， a是电源的________极．

三、问答、计算题

6．回旋加速器的核心部分是两个D形的金属扁盒，它除了在两盒缝隙之间形成加速电场

以外，主要还有什么作用？

7．一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把质子（1）加速到v，使它获得的动能为EK，1H在不考虑相对论效应的情况下，能把α（4）粒子加速到多大？这个动能为多少？加2He速α粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为多少？

安徽省寿县第二高级中学2006级高二物理课时练习

8．一台供实验用的回旋加速器，若振荡器工作的频率为12MHz，D型电极的半径为0.52m，

问：若用这个加速器来加速氘核，所加磁场的磁感强度应为多大？从加速器输出时，

氘核的能量有多大？（氘核的质量为3.34×10-27kg）

9．如图所示，一束具有各种速率的带一个基本正电荷的两种铜离子，质量数分别为63和

65，水平地经小孔S进入有匀强电场和匀强磁场的区域．场强E的方向向下，磁感应

强度B的方向垂直纸面向里．只有那些路径不发生偏折的离子才能通过另一个小孔S′.为了把从S′射出的两种铜离子分开，再让它们进入另一方向垂直纸面向外的匀强磁场中B′中，使两种离子分别沿不同半径的圆形轨道运动.试分别求出两种离子的轨道半径.已知E＝1.00×105V/m，Ｂ＝0.40T，Ｂ′＝0.50T，基本电荷e＝1.60×10—19C．质量数为63的铜原子的质量m1＝63×1.66×10—27kg，质量数为65的铜原子的质量m2＝65×1.66×10

—27

kg．

10．图所示为一种获得高能粒子的装置，环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场．质量为m，电量为+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动．A、B为两块中间开有小孔的极板．原来电势都为零，每当粒子飞经Ａ板时，Ａ板电势升高为+U，Ｂ板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速．每当粒子离开Ｂ板时，Ａ板电势又降为零．粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变．

⑴ 设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈．求粒子绕行n圈回到Ａ板时的总动能Ｅn．

⑵ 为使粒子始终保持在半径为R的圆周上运动，磁场必须周期性递增．求粒子绕行第n圈时的磁感强度Ｂn．

⑶ 求粒子绕行n圈所需的总时间tn(设极板间距远小于R)． ⑷ 在右图中画出A板电势u与时间t的关系(从t=0起画到粒子第四次离开B板时即可)．

⑸ 在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可始终保持为+U？为什么？