专练10 带电粒子在磁场中的运动
(限时:20分钟)
1.(2014·新课标Ⅰ·16)如图1所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧帖铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
图1
A.2 B. C.1 D.
答案 D
解析 设带电粒子在P点时初速度为v1,从Q点穿过铝板后速度为v2,则Ek1=mv,Ek2=mv;由题意可知Ek1=2Ek2,即mv=mv,则=.由洛伦兹力提供向心力,即qvB=,得R=,由题意可知=,所以==,故选项D正确.
2.(2014·安徽·18)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞.已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变.由此可判断所需的磁感应强度B正比于( )
A. B.T C. D.T2