考点强化练14.ppt
考点强化练14.doc
　　考点强化练14　带电粒子在组合场中的运动
　　一、选择题(1～3题为单选题，4～5题为多选题)
　　1．(2015•沈阳模拟)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量。让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。则下列判断正确的是(　　)
　　A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
　　B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
　　C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚
　　D．a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚
　　答案：A
　　解析：氢元素的三种同位素离子均带正电，电荷量大小均为e，经过加速电场，由动能定理有：eU＝Ek＝12mv2，故进入磁场中的动能相同，B项错；且质量越大的离子速度越小，故A项正确；三种离子进入磁场后，洛伦兹力充当向心力，evB＝mv2R，解得：R＝mveB＝2meUeB，可见，质量越大的圆周运动半径越大，D项错；在磁场中运动时间均为半个周期，t＝πRv＝πmeB，可见离子质量越大运动时间越长C项错。
　　2．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入两水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　)
　　A．d随U1变化，d与U2无关
　　B．d与U1无关，d随U2变化
　　C．d随U1变化，d随U2变化
　　D．d与U1无关，d与U2无关
　　答案：A
　　解析：设带电粒子刚进入磁场时的速度为v，与水平方向夹角为θ。粒子在磁场中运动过程，qvB＝mv2R，R＝mvqB，M、N两点间距离d＝2Rcosθ＝2mvcosθqB＝2mv0qB。对粒子在加速电场中运动过程：qU＝12mv20，联立可看出d随U1变化，与U2无关。
　　3.如图所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，