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1 简答题 · 22 分

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30o角的方向射入区域I,而后从N点沿与直径垂直的方向进入电场,N点与M点间的距离为L0,粒子第一次离开电场时的速度为2v0,随后将两直径间的电压调为原来的2倍,粒子又两进两出电场,最终从P点离开区域II。已知P点与圆心为O’的直径间的距离为L,与最后一次进入区域II时的位置相距L,求:

(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。

1 单选题 · 6 分

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(     )

A不加磁场时电子束的径迹是直线

B加磁场并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周

C保持磁感应强度不变,增大出射电子的速度,电子束圆周的半径减小

D保持出射电子的速度不变,增大磁感应强度,电子束圆周的半径减小

1 多选题 · 6 分

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,离子的比荷越大,磁感应强度B越小

C磁感应强度B—定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小

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

1 多选题 · 6 分

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(    )

A仅增大励磁线圈中电流,电子束径迹的半径变大

B仅提高电子枪加速电压,电子束径迹的半径变大

C仅增大励磁线圈中电流,电子做圆周运动的周期将变大

D仅提高电子枪加速电压,电子做圆周运动的周期将变大

1 单选题 · 3 分

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UI,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(    )

A同时增大UI

B同时减小UI

C增大U,减小I

D减小U,增大I

下一知识点 : 质谱仪和回旋加速器的工作原理
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