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第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动1.关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（ ） A.带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B.静止的带电粒子在匀强磁场中将会做匀加速直线运动C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总是和运动方向垂直D.当洛伦兹力方向和运动方向垂直时，带电粒子在匀强磁场中的运动一定是匀速圆周运动?2.如图所示，若粒子（不计重力）能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动，则可以判断（ ）A．粒子在运动过程中机械能不变B．如粒子带正电，则粒子沿做顺时针方向运动C．在其他量不变的情况下，粒子速度越大，运动周期越大D．在其他量不变的情况下，粒子速度越大，做圆周运动的半径越大3.如图所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点.可测量出G、H间的距离为l.带电粒子的重力可忽略不计.求：（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小.（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向.（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小.4. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量为m，粒子的最大回旋半径为，问:(1)盒内有无电场？(2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流变电流的频率应是多大，粒子角速度为多大？(4)粒子离开加速器时的最大速度、最大动能为多少？(5)设两D形盒间电场的电势差为U，两盒间距离为d，且为匀强电场，加速到上述能量所需的时间为多少？5.如图所示，一带电量为2.0×10-9?C，质量为1.8×10-16kg的粒子，在直线上一点O沿与PO方向成300角方向进入磁感强度为B的匀强磁场中，经过1.5 ×10-6s后到达直线上另一点P点.求:(1)粒子作圆周运动的周期；(2)磁感强度B的大小；(3)若O、P距离为0.1 m，则粒子的运动速度多大？6.如图所示，一束电子（电荷量为e）以速度v从A点垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，从C点穿出磁场时速度方向与电子原来的入射方向成30°夹角，则电子的质量是多少？电子穿过磁场所用的时间是多少？?7.如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O到直线的距离为R．现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域．若磁感应强度大小为B，不计粒子重力，求电场强度的大小．8.如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和P Q，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U0，周期为T0.在t＝0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区．(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件．(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小．9.如图所示，在x＜0与x＞0的区域中，存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，且B1＞B2。一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，B1与B2的比值应满足什么条件？10.如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中不正确的是（ ）A．液滴一定做匀速直线运动B．液滴一定带正电C．电场线方向一定斜向上D．液滴有可能做匀变速直线运动11.如图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D型金属盒.在加速带电