知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

电子感应加速器的基本原理如图所示\(.\)在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室\(.\)图甲为侧视图，图乙为真空室的俯视图\(.\)电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在真空室内产生感生电场，将电子从电子枪右端注入真空室，电子在感生电场的作用下被加速，同时在洛伦兹力的作用下，在真空室中沿逆时针方向\((\)图乙中箭头方向\()\)做圆周运动\(.\)由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速，但由于电子的质量很小，故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数\(10\)万以至数百万次，并获得很高的能量\(.\)若磁场的磁感应强度\(B(\)图乙中垂直纸面向外为正\()\)随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．电子在真空室中做匀速圆周运动

B．电子在运动时的加速度始终指向圆心

C．在丙图所示的第一个周期中，电子只能在\(0～ \dfrac {T}{4}\)内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

D．在丙图所示的第一个周期中，电子在\(0～ \dfrac {T}{4}\)和\( \dfrac {3T}{4}～T\)内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

难度：难

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2．

如图所示，有一个半径为\(R=1.0m\)的圆形区域，区域外有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为\(B= \sqrt{3}T \)，一个比荷为\( \dfrac{q}{m}=4.0×{10}^{7}C/kg \)的带正电粒子从中空区域与磁场交界面的\(P\)点以速度\({v}_{0}=4×{10}^{7}m/s \)沿圆的半径方向射入磁场\((\)不计带电粒子的重力\()\)，该粒子从\(P\)点进入磁场到第一次回到\(P\)点所需要的时间是\((\) \()\)

A．\(3.31×{10}^{-7}s \)

B．\(1.81×{10}^{-7}s \)

C． \(0.45×{10}^{-7}s .\)

D． \(1.95×{10}^{-7}s \)

难度：难

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3．

如图所示，在同一竖直平面内，有两个光滑绝缘的圆形轨道和倾斜轨道相切于\(B\)点，将整个装置置于垂直轨道平面向外的匀强磁场中，有一带正电小球从\(A\)处由静止释放沿轨道运动，并恰能通过圆形轨道的最高点\(C\)，现若撤去磁场，使球仍能恰好通过\(C\)点，则释放高度\(H{{{{"}}}}\)与原释放高度\(H\)的关系是( )

A．\(H{{"}} < H\)

B．\(H{{"}}=H\)

C．\(H{{"}} > H\)

D．不能确定

难度：难

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4．

如图所示，在直角三角形\(abc\)区域\((\)含边界\()\)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为\(B\)，\(∠a=60^{\circ}\)，\(∠b=90^{\circ}\)，边长\(ac=L\)，一个粒子源在\(a\)点将质量为\(m\)、电荷量为\(q\)的带正电粒子以大小、方向均不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的的粒子中，速度的最大值是( )

A．\(\dfrac{qBL}{2m}\)

B．\(\dfrac{\sqrt{3}qBL}{6m}\)

C．\(\dfrac{\sqrt{3}qBL}{4m}\)

D．\(\dfrac{qBL}{6m}\)

难度：难

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5．

如图所示，是一个抽成真空的电子射线管，通电后管子左端的阴极能够发射电子。电子束从阴极向阳极运动，在通过图示的磁场时将( )

A．向上偏转

B．向下偏转

C．向 \(N\)极偏转

D．向 \(S\)极偏转

难度：难

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6．

如图所示，半径为\(R\)的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度\(v\)正对着圆心\(O\)射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为\(R\)，则粒子在磁场中的运动时间为( )

A．\( \dfrac{2 \sqrt{3}πR}{3v} \)

B．\( \dfrac{2πR}{3v} \)

C．\( \dfrac{πR}{3v} \)

D．\( \dfrac{2 \sqrt{3}πR}{9v} \)

难度：难

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7．如图所示，在 \(x\)\( > 0\)， \(y\)\( > 0\)的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于 \(xOy\)平面向里，大小为 \(B\)。现有一质量为 \(m\)、电荷量为 \(q\)的带正电粒子，从 \(x\)轴上的某点 \(P\)沿着与 \(x\)轴正方向成\(30^{\circ}\)角的方向射入磁场。不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是( )

A．只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点

B．粒子在磁场中运动所经历的时间一定为\( \dfrac{5πm}{3qB}\)

C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为\( \dfrac{πm}{qB}\)

D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为\( \dfrac{πm}{6qB}\)

难度：难

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8．

如图所示，\(M\)、\(N\)为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值\(.\)静止的带电粒子带电荷量为\(+q\)，质量为\(m(\)不计重力\()\)，从点\(P\)经电场加速后，从小孔\(Q\)进入\(N\)板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为\(B\)，方向垂直于纸面向外，\(CD\)为磁场边界上的一绝缘板，它与\(N\)板的夹角为\(θ=30^{\circ}\)，孔\(Q\)到板的下端\(C\)的距离为\(L\)，当\(M\)、\(N\)两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在\(CD\)板上，则：\((\) \()\)

A．两板间电压的最大值\(U_{m}=\dfrac{{{q}^{2}}{{B}^{2}}{{L}^{2}}}{2m}\)

B．\(CD\)板上可能被粒子打中区域的长度\(S=(\dfrac{3\sqrt{3}}{3})L\)

C．粒子在磁场中运动的最长时间\({{t}_{m}}=\dfrac{\pi m}{6Bq}\)

D．能打到\(N\)板上的粒子的最大动能为\(\dfrac{{{q}^{2}}{{B}^{2}}{{L}^{2}}}{18m}\)

难度：难

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9．

如图所示，在\(x\)轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为\(B.\)在\(xOy\)平面内，从原点\(O\)处沿与\(x\)轴正方向成\(θ\)角\((0 < θ < π)\)以速率\(v\)发射一个带正电的粒子\((\)重力不计\().\)则下列说法正确的是\((\)　　\()\)