- 电子束的磁偏转原理及其应用
- 共8题
11. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节。适当调节U和I，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹。下列调节方式中，一定能让圆形径迹半径增大的是（ ）
正确答案
解析
带电粒子在电场中的加速时根据动能定理
B同时减小U和I ，电压和磁感应强度都减小，所以半径不一定增大；所以B错误；
C增大U，减小I ，电压增大和磁感应强度都减小， 半径一定增大，所以C正确，
D减小U，增大I，电压减小和磁感应强度增大， 半径一定减小，所以D错误。
考查方向
本题主要考查了带电粒子在电场中的加速和带电粒子在磁场的匀速圆周运动。
易错点
（1）圆周运动的半径公式
（2）不知道励磁线圈的电流I决定磁场的大小。
知识点
17．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
知识点
19．如图表示洛伦兹力演示仪，用于观察运动电子在磁场中的运动，在实验过程中下列选项错误的是（ ）
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
19． 在粒子加速领域中 ，有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖，该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”。谢家麟在上世纪80年代参加了北京正负电子环型对撞机的研究。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向同时注入对撞机的高度空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外
B若加速电压一定，离子的比荷
C磁感应强度B—定时，比荷
D对于给定的正、负离子，加速电压U越大，离子在环状空腔磁场中的运动时间越长
正确答案
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
如图所示，半径足够大的两半圆形区域I和II中存在与纸面垂直的匀强磁场，两半圆形的圆心分别为O、O’，两条直径之间有一宽度为d的矩形区域，区域内加上电压后形成一匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)，以初速度v0从M点沿与直径成
（1）区域I内磁感应强度B1的大小与方向；
（2）矩形区域内原来的电压和粒子第一次在电场中运动的时间；
（3）大致画出粒子整个运动过程的轨迹，并求出区域II内磁场的磁感应强度B2的大小；
（4）粒子从M点运动到P点的时间。
正确答案
（1）B1=
（2）
（3）B2=
（4）t=
解析
（1）粒子在I内速度方向改变了120°，由几何关系知，轨迹对应的圆心角α=120°
由
B1方向垂直于纸面向外
（2）粒子第一次在电场中运动由动能定理：
∴
∴
（3）粒子第二次进入电场中，设粒子运动x距离时速度为0
∴粒子不能进入区域I，而是由速度为0开始反向加速进入区域II，粒子整个运动过程的大致轨迹如图所示。
对粒子在区域II内运动的最后一段轨迹：
β=60°，最后一段轨迹对应的圆心角φ=60°
∴
由
（4）在区域I中运动时间t0
粒子第二次在电场中运动的时间t2
从粒子第二次进入电场到最终离开区域II，粒子在电场中运动的总时间
t2′=4t2=
粒子在区域II的所有圆弧上运动的时间：
粒子从M点运动到P点的时间：
t= t0＋ t1＋ t2′＋ t3=
知识点
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