5.6洛仑兹力与现代科技 知识点题库

回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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，关于回旋加速器的下列说法正确的是（   ）

如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂。下列表述正确的是（   ）

如图所示，在平面直角坐标系中，第一象限内有竖直向下的匀强电场，场强为E=20N/C，第四象限内有一个圆形区域的匀强磁场，方向垂直纸面向外，大小为B= ，未画出来．一个带正电的粒子质量为m=2×10^﹣5kg，电量为q=5×10^﹣3C，重力不计，从y中上的a点以v₀=10m/s的速度垂直 y 轴射入电场．Oa长度为 h=0.01m，粒子通过x轴上的b点进入第四象限，粒子经圆形磁场后从c点射出第四象限，出射的速度方向与y轴负方向成75°．（π=3.14）

求：

如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂ ． 平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（   ）

如图所示，回旋加速器的两个D型盒之间接有如图所示的交变电源，电源电压为U．上方D型盒中央为质子源，质量为m电荷量为e的质子由静止开始经电场加速后，进入下方的D型盒．回旋加速器的最大轨道半径为R，磁场的磁感应强度为B．

回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒，如图，盒正中央开有一条窄缝，在两个D型盒之间加交变电压，于是在缝隙中形成交变电场，由于屏蔽作用，在D型盒内部电场很弱，D型盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D型盒的底面，只要在缝隙中的交变电场的频率不变，便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速，粒子的轨道半径不断增大，并逐渐靠近D型盒边缘，加速到最大能量E后，再用特殊的装置将它引出．在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源，正离子所带电荷量为q、质量为m，加速时电极间电压大小恒为U．（加速时的加速时间很短，可忽略；正离子从离子源出发时初速为零）．则下列说法正确的是（   ）

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（ H）和α粒子（ He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（   ）

如图所示，在xoy坐标系中，y＞0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场，在y＜0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场（方向未画出）．已知oa=oc=cd=L，ob= ．现有一个带电粒子，质量为m，电荷量大小为q（重力不计）．t=0时刻，这个带电粒子以初速度v₀从a点出发，沿x轴正方向开始运动．观察到带电粒子恰好从d点第一次进入磁场，然后从O点第﹣次离开磁场．试回答：

如图所示，在xoy平面内的第三象限中有沿﹣y方向的匀强电场，场强大小为E，在第一和第二象限有匀强磁场，方向垂直于坐标平面，在其他三个象限存在于磁场垂直的匀强电场，有一个质量为m、电荷量为q的小球，从y轴的P点以初速度v₀垂直于电场方向进入电场，小球经电场偏转后，从M点进入磁场做圆周运动，并到达+x轴的N点，最后到达﹣y轴，已知OM=2OP=2ON，求：

如图为质谱仪的工作原理图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂ ． 平板S下方有强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）．

 

平行板电容器两板之间距离为d，接在电压为U的电源上。现有一质量为m，带电量为+q的粒子，以速度v沿水平方向射入两板之间（粒子重力不计），如图所示。若要使粒子能以速度v沿直线匀速穿过，则可以在两板间加(   )

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速，最大电压为U。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。利用该加速器分别给质子和 粒子（氦原子核）加速，已知质子、 粒子质量之比为1 4，带电量之比为1 2，则下列说法正确的是(   )

如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B，一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x，运动时间t之间的关系图像中正确的是（     ）

如图所示，MN左侧的水平面光滑绝缘，右侧的水平面粗糙绝缘，摩擦因数为μ=0.2，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧有足够大的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场，磁感应强度的大小为B=0.1T，电场强度的大小为E=0.5N/C，一质量为m=0.1Kg的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q=1C。一质量也为m=0.1ｋg的不带电的物体B以速度 =2m/s冲向物体A并发生完全非弹性碰撞，A、B粘连在一起，碰撞前后物体A的电荷量保持不变，AB一起进入电场速度增加到最大值过程中，克服摩擦力做功W=17.6J。重力加速度的大小为取g=10m/s²。求：

如图所示，空间水平放置一平行板电容器，板内有竖直向下的匀强电场，板长及板间距都为L，平行板下极板右端与直角三角形ACD的A点重合，AC水平，三角形区域内部有垂直纸面向内的强磁场。AC边长为0.58L， ∠A=37°。一带正电粒子以初速度v₀从上板左边缘平行射入电场，从右侧射出，又经一段时间垂直AD边进人磁场，恰好不能从AC边射出。（不计粒子重力及空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8），求：

回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的正对的D形金属盒Ⅰ和Ⅱ半径均为 ，两盒间狭缝的间距为 ，磁感应强度为 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为 ，电荷量为 ，加在狭缝间的方波型电压如图乙所示。粒子在 时间内，从 处均匀地飘入狭缝，视初速度为零。下列说法正确的是（　　）

如图所示，在第Ⅱ象限的空间中存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面（纸面）向外，在第Ⅳ象限的空间中存在匀强电场，场强的方向与xOy平面平行，且与x轴的负方向成60°的夹角斜向下。一质量为m、带电量为+q的粒子以速度从x轴上的a点沿y轴的正方向射入磁场，然后从y轴上的b点飞出磁场区域，从c点穿过x轴进入匀强电场区域，并且通过c点正下方的d点。已知a点的坐标为 ， b点的坐标为 ， 粒子的重力不计。

回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（   ）

长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，平行金属板的右侧有如图所示的匀强磁场。一个带电为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v₀紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下板边缘射出，射出时末速度恰与下板成30^o角，出磁场时刚好紧贴上板右下边缘，不计粒子重力，求：

离子注入是芯片制造的一道重要工序，图为某离子注入示意图，纸面内，一束质量、电荷量的静止负离子（不计重力），经加速电场后，沿水平虚线PQ通过速度选择器，从y轴上Q（0，1m）点垂直y轴射入xOy坐标系，经磁场、电场偏转后射到x轴上，从而实现离子注入。速度选择器中，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度 ， 匀强电场的方向沿y轴负方向，场强。xOy坐标系内有一边界线AO，区域有某一来知范围的匀强磁场（方向垂直纸面向里，磁感应强度为），AOx区城有沿x轴负方向的匀强电场，