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题目
题型:不详难度:来源:
注入工艺中,初速度可忽略的离子P+P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P+P3+(   )
A.在内场中的加速度之比为1:1
B.在磁场中运动的半径之比为:1
C.在磁场中转过的角度之比为1:2
D.离开电场区域时的动能之比为1:3

答案
BCD
解析
磷离子电荷量之比为1:3,质量之比为1:1,根据加速度公式:,可知两离子加速度之比为:1:3,A选项错误;离子在电场中加速,根据动能定理得:,进入磁场后,磁场中做圆周运动,根据向心力公式:,可得:,可知两离子半径之比为:,B选项正确;如图所示:

磷离子在磁场中运动有:,则L=,磷离子半径为,则,即:磷离子在磁场中转过的角度之比为1:2,C选项正确;离子在电场中加速,根据动能定理得:,动能之比等于电荷量之比为:1:3,D选项正确。
【考点定位】本题考查了带电粒子在电场、磁场中的运动,匀速圆周运动知识,本题是边界问题,关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解,难度较难。
核心考点
试题【注入工艺中,初速度可忽略的离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子】;主要考察你对粒子在有界磁场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如右图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度沿截面直径入射,粒子飞入磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(  )
A.半径之比为B.速度之比为
C.时间之比为2∶3D.时间之比为3∶2

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(19分)如图所示,磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源,粒子源从O点在纸面内均匀地向各个方向同时发射速率为υ,比荷为k的带正电粒子.PQ是垂直纸面放置,厚度不计的挡板,挡板的P端与O点的连线跟挡板垂直,粒子打在挡板上会被吸收。带电粒子的重力及粒子间的相互作用力忽略不计,磁场分布的区域足够宽广。 

(1)为了使带电粒子不打在挡板上,粒子源到挡板的距离d应满足什么条件?
(2)若粒子源到挡板的距离d=,则挡板至少多长,挡板吸收的粒子数占总粒子数的比值最大,并求该值。
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如图所示,在区域I和区域II内分别存在与纸面垂直的匀强磁场,一带电粒子沿着弧线apb由区域I运动到区域II。已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为2∶1,下列说法正确的是:
A.粒子在区域I和区域II中的速率之比为1∶1
B.粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为2∶1
C.圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为2∶1
D.区域I和区域II的磁感应强度方向相反

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如图所示,铅盒内放有某种具有放射性的矿物,开始时其中有两种放射性元素同位素原子核.其中会自发的放出某种粒子x后变成并不再变化,发生6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的原子核y.由于碰撞和其他原因,粒子x和α、β粒子从铅盒的小孔射出时的速度可以在一个很大的范围内变化.这些粒子射出后由小孔O,垂直于电场和磁场的进入一个电磁场共存的区域,其中电场强度大小E1,方向水平向左,磁感应强度大小B1,方向垂直于纸面向里.部分粒子能沿直线由小孔射出,由A点垂直磁场、垂直于边界射入磁感应强度为B2,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,磁场在粒子初速度方向上的宽度为d,垂直初速度方向足够大.在磁场的边界上铺有一层感光底片从射入的粒子最终打在1、2、3三点.设电子质量为m,电量为e,α粒子质量为7200m.求:

(1)粒子x是什么?写出变化成的核反应方程;原子核y是什么?
(2)试通过计算说明打在1、2、3三点的分别是什么粒子.
(3)2点到正对面B点的距离是多少?
(4)若要三种粒子均不打在感光底片上,磁感应强度B2的最小值为多少?
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(14分)如左图所示,x≥0的区域内有如右图所示大小不变、方向随时间周期性变化的磁场,磁场方向垂直纸面向外时为正方向。现有一质量为m、带电量为q的正电粒子,在t=0时刻从坐标原点O以速度v沿着与x轴正方向成75°角射入。粒子运动一段时间到达P点,P点坐标为(a,a),此时粒子的速度方向与延长线的夹角为30°.粒子在这过程中只受磁场力的作用。

(1)若B为已知量,试求粒子在磁场中运动时的轨道半径R及周期T的表达式。
(2)说明在OP间运动的时间跟所加磁场的变化周期T之间应有什么样的关系才能使粒子完成上述运动。
(3)若B为未知量,那么所加磁场的变化周期T、磁感强度B0的大小各应满足什么条件,才能使粒子完成上述运动?(写出T及B0各应满足条件的表达式)
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