图8-3-14 (2013·济南一中检测)回旋加速器是加速带电粒子的装置．其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中.并分别与高频交流电源的两极相连接.从而——青夏教育精英家教网—

图8-3-14 (2013·济南一中检测)回旋加速器是加速带电粒子的装置．其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中.并分别与高频交流电源的两极相连接.从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速.如图 8-3-14所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能.下列方法可行的是( ) A．增大金属盒的半径 B．减小狭缝间的距离 C．增大高频交流电压 D．减小磁场的磁感应强度 [解析] 选A.带电粒子射出时运动轨迹的半径等于D形盒的半径.设D形盒的半径为R.则有qvB＝m.最大动能mv2＝.显然增大金属盒的半径R.增大磁感应强度B均可以增大最大动能.A项正确． [答案] A 带电粒子在交变磁场中的运动如图8-3-15甲所示.互相平行且水平放置的金属板.板长L＝1.2 m.两板距离d＝0.6 m.两板间加上U＝0.12 V的恒定电压及随时间变化的磁场.磁场变化规律如图乙所示.规定磁场方向垂直纸面向里为正．当t＝0时.有一质量为m＝2.0×10-6 kg.电荷量q＝+1.0×10-4 C的粒子从极板左侧以v0＝4.0×103 m/s的速度沿与两板平行的中线OO′射入.取g＝10 m/s2.π＝3.14.求: 甲乙图8-3-15 (1)粒子在0-1.0×10-4 s内位移的大小x, (2)粒子离开中线OO′的最大距离h, (3)粒子在板间运动的时间t, (4)画出粒子在板间运动的轨迹图． [审题指导] (1)粒子在0-1.0×10-4 s内只受电场力和重力.当Eq＝mg时粒子做匀速直线运动． (2)粒子离开中心线的最大距离为粒子圆周运动的直径． (3)粒子在板间运动时间为圆周运动和直线运动时间之和． [解析] (1)由题意知:Eq＝q＝2.0×10-5 N 而mg＝2.0×10-5 N 显然Eq＝mg 故粒子在0-1.0×10-4 s时间内做匀速直线运动. 因为Δt＝1.0×10-4 s. 所以x＝v0Δt＝0.4 m (2)在1.0×10-4-2.0×10-4 s时间内.电场力与重力平衡.粒子做匀速圆周运动. 因为T＝＝1.0×10-4 s 故粒子在1.0×10-4-2.0×10-4 s时间内恰好完成一个周期圆周运动由牛顿第二定律得: qv0B＝ R＝＝0.064 m h＝2R＝0.128 m<. 所以粒子离开中线OO′的最大距离h＝0.128 m. (3)板长L＝1.2 m＝3x t＝2T+3Δt＝5.0×10-4 s (4)轨迹如图 [答案] 见解析 [即学即用] 图8-3-16 图8-3-16所示.一个质量为m.电荷量为+q的带电粒子.不计重力.在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ.沿曲线abcd运动.ab.bc.cd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正.则磁场区域Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下列中的( ) [解析] 由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ内磁场方向分别为向外.向里和向外.在三个区域中均运动1/4圆周.故t＝T/4.由于T＝.求得B＝.只有选项C正确． [答案] C A组双基题组【查看更多】

(2013·南通模拟)如图8－3－23所示，在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面水平向外，电场在图中没有标出．一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动到b点，则小球 (　　)．

A．一定带正电

B．受到电场力的方向一定水平向右

C．从a到b过程，克服电场力做功

D．从a到b过程中可能做匀加速运动

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(2013·常州调研)如图8－3－19所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落，M点距场区边界PQ高为h，边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是 (　　)．