如图15-5-14是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R="10" cm的圆柱形桶内有B=10-4 T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱桶某一直径两端开有 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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如图15-5-14是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R="10" cm的圆柱形桶内有B=10^-4 T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱桶某一直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔.离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出.现有一离子源发射比荷为

=2×10¹¹ C/kg的阳离子，且离子束中速度分布连续.当角θ=45°时，出射离子速度v的大小是( )

图15-5-14

A．×10⁶ m/s	B．×10⁶ m/s
C．×10⁸ m/s	D．×10⁶ m/s

答案

解析

因是阳离子，即带正电，由左手定则可判断出能从出射孔射出的离子运动轨迹如图中虚线所示.轨迹圆心为图中的O′，由题设θ=45°，所以轨迹圆弧对应的圆心角为90°，圆周运动的半径r=

×2R=

由r=

得：v=

×10^-4×2×10¹¹ m/s=

×10⁶ m/s.

核心考点

试题【如图15-5-14是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R="10" cm的圆柱形桶内有B=10-4 T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱桶某一直径两端开有】；主要考察你对洛伦兹力等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图15-5-16所示，带电粒子以水平速度v₀垂直进入正交的匀强电场和匀强磁场区域里，穿出磁场区域的速度为v，电场强度为E，磁感应强度为B，则粒子的轨迹、v与v₀的大小关系为( )

图15-5-16

A．要使粒子能沿直线运动，正电荷应从左边射入，负电荷应从右边射入

B．当v₀=E/B时，粒子沿直线运动，且v=v₀

C．当v₀<E/B时，粒子沿曲线运动，且v>v₀

D．当v₀>E/B时，粒子将向上偏转

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图15-5-18为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里),由此可知此粒子( )

图15-5-18

A．一定带正电	B．一定带负电
C．不带电	D．可能带正电,也可能带负电

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如图11所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上有两个质量和电荷量均相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角.若不计重力，则正、负离子在磁场中的下列说法,正确的是（　　）

图11

A．运动的轨道半径不相同

B．重新回到边界的速度大小和方向都相同

C．重新回到边界的位置与O点距离不相同

D．运动的时间相同

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如图13所示,平行金属板上板带负电,下板带等量正电,两板间有垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子(不计重力)以速度v₀垂直于电场线和磁感线射入,恰能沿直线穿过此区域.若使磁场增强,其他条件不变,粒子仍以速度v₀垂直射入,则粒子落到极板上.设落到极板上时的速度为v,则(　　)

图13

A．v=v₀

B．v>v₀

C．v<v₀

D．因为粒子电性未知,所以不能确定

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在某一真空中建立xOy坐标系,从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷qm=1×10⁴ C/kg的带正电的粒子(重力不计),初速度v₀=10³ m/s,方向与x轴正方向成30°角.
(1)若在坐标系y轴右侧加匀强磁场,在第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向外,在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度均为B="1" T,如图18(a)所示.求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x₁.
(2)若将上述磁场改为如图18(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=2π3×10^-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10^-4 s到t=4π3×10^-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的初速度v₀射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x₂.

图18

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