带电粒子在复合场中的运动(2013.12.3).doc

带电粒子在复合场中的运动（二）（2013.12.3） 姓名
1.在如图所示的电路中,闭合开关S,在将滑动变阻器的滑片P向下移动的过程中,以下说法正确的是（ ）
A.电压表和电流表的示数都增大 B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小 D.灯L2变亮,电容器的带电量增加
2.如图所示,绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E,在与环心等高处放有一质量为m,电荷量为+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下列说法正确的是(　 　)
A.小球在运动过程中机械能守恒 B.小球经过最低点时机械能最大
C.小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg+qE)
D.小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg－qE)
3.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示.D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上.位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略）,它们在两盒之间被电场加速.当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出.忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是( )
A.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大 B.若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C.若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子D.质子第n次被加速前后的轨道半径之比为∶
4.如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b （ ）
A.穿出位置一定在O′点下方 B.穿出位置一定在O′点上方

C.运动时,在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时,动能一定减小
5.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机。右图表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而从整体来说呈中性）,喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就聚集电荷,两板间形成一定的电压,A、B两板相当于电源的正负极,闭合开关S后,电阻R上有电流通过。下列说法正确的是（ ）
A.A板为正极,通过电阻R的电流从上到下 B.A板为正极,通过电阻R的电流从下到上
C.B板为正极,通过电阻R的电流从上到下 D.B板为正极,通过电阻R的电流从下到上
6.如图所示,真空中存在重力场及相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电液滴在此复合场空间中可能有不同的运动状态。下列关于带电液滴的电性和运动状态的说法中正确的是（ ）
A.如果带正电,液滴可能处于静止状态 B.如果带负电,液滴可能做匀速直线运动
C.如果带正电,液滴可能做匀速直线运动 D.如果带负电,液滴可能做匀速圆周运动
7.如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,则微粒
带电性质和环绕方向分别是（ ）
A.带正电,逆时针 B.带正电,顺时针 C.带负电,逆时针 D.带负电,顺时针
8.如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a保持静止,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,则三个油滴所受重力Ga、Gb、Gc的大小关系正确的是( )
A. Ga> Gb >Gc B. Gb >Ga>Gc C. Gb > Ga = Gc D. Ga> Gb =Gc
9.一带电小球M在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中作匀速圆周运动,匀强电场竖直向上,匀强磁场水平且垂直纸面向里,如图所示,下列说法正确的是（ ）
A.小球一定带负电
B.由于洛伦兹力不做功,故小球在运动过程中机械能守恒
C.由于合外力做功等于零,故小球在运动过程中动能不变
D.沿垂直纸面方向向里看,小球的绕行方向既可以是顺时针也可以是逆时针方向
10.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.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,
a、b分别与高频交流电源两极相连接,下列说法正确的是( )
A.离子从磁场中获得能量 B.离子从电场中获得能量
C.带电粒子的运动周期是变化的 D.增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加
11.回旋加速器的核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子()和氦核()加速,则下列说法中正确的是（ ）
A.质子与氦核所能达到的最大速度之比为l：2 B.质子与氦核所能达到的最大速度之比为2：l
C.加速质子、氦核时交流电的周期之比为2：l D.加速质子、氦核时交流电的周期之比为l：2
12.在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下：
电压表(量程3 V), 电流表(量程0.6 A), 定值电阻R0(阻值为3 Ω), 滑动变阻器R(阻值约30 Ω).
⑴小红按如图所示的电路图连接实物电路,在电路连接正确的情况下,当她闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此她拿来多用电表检查故障.她的操作如下：
a.断开电源开关S； b.将多用表选择开关置于×1 Ω档,调零后,红黑表笔分别接R两端,读数为30 Ω
c.将多用表选择开关置于×100 Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为________ Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指针位置几乎不变.由以上操作可判断发生断路故障的元件是_______ (填元件名称)
(2)请根据电路图把实物图没完成的连线连接好.
(3)在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示,请在下图中继续完成图象；并根据图象可得该电池的电动势E＝________ V,电池内阻r＝________ Ω(小数点后保留两位数字).
(4)用此电路测量电池的电动势和内电阻,产生误差的原因是 ,测出的电动势E与真实值相比偏(选填“大”或“小”)
13.如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为E后由A孔射出,求：
(1)为了使质子每经过窄缝都被加速,求交变电压的频率 (2)加速器中匀强磁场B的方向和大小
(3)设两D形盒间距为d,其间电压为U,电场视为匀强电场,质子每次经电场加速后能量增加,
加速到上述能量所需回旋周数 (4)加速到上述能量所需时间.

14.如图,在xoy坐标系中,x轴上N O间距为12cm,虚线NP与x轴负向夹角是30°.Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场,磁感强度B＝1T,IV象限有匀强电场,方向沿y轴正向.一质量m＝8×10-10kg.电荷量q=1×10-4C带正电粒子,从电场中M（12,－8）点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P点穿出磁场.不计粒子重力,
求：（1）粒子在磁场中运动的速度v（2）粒子在磁场中运动的时间t（3）匀强电场的电场强度E.

15.如图,水平平行金属板之间电压大小为U,距离为d,其间还有垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m带电量为+q的带电粒子,以水平速度v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动,后又垂直射入场强大小为E2,方向竖直向上的匀强电场,其边界a、b间宽为L,粒子重力不计,求：
（1）匀强磁场对该带电粒子作用力的大小f（2）该带电粒子在a、b间运动的加速度大小a
（3）该带电粒子到达边界b时的速度大小v.