美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200mm、高为80mm、中心磁感应强度为0.314

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美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200mm、高为80mm、中心磁感应强度为0.314

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美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200mm、高为80mm、中心磁感应强度为0.314T的永久磁体．它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核．若如图所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为（　　）
A．1B．2C．3D．4

答案
在速度选择器中，由qvB=qE，得v=
E
B
，则知，所有通过速度选择器的粒子速度相同．
在磁场中，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力充当向心力，则由qvB=m
v2
r
，
得轨迹半径 r=
mv
qB
，v、B相同，则r与比荷
q
m
成反比．
由于质子与反质子的比荷大于α粒子与反氦核的比荷，所以α粒子与反氦核的半径大于质子与反质子的半径．故轨迹2、4可能是反氦核的径迹．
反氦核带负电，根据左手定则判断进入时所受的洛伦兹力方向向左，轨迹向左偏转，所以轨迹2是反氦核的径迹．故ACD错误，B正确；
故选：B．
举一反三
由于科学研究的需要，常常将质子（
11
H）和α粒子（
42
He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B．如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），磁场也相同，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH和Ekα及周期TH和Tα的大小，有（　　）
A．EkH≠Ekα，TH≠TαB．EkH=Ekα，TH=Tα
C．EkH≠Ekα，TH=TαD．EkH=Ekα，TH≠Tα

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在匀强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图所示轨迹运动．由于粒子穿过金属片时有动能损失，在MN上、下方的轨道半径之比为10：9，不计粒子的重力及空气的阻力，下列判断中正确的是（　　）
A．粒子带正电
B．粒子沿abcde方向运动
C．粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长
D．粒子恰能穿过金属片10次

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如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（　　）
A．电子在磁场中运动的时间t=
d
v
B．电子在磁场中运动的时间t=
h
v
C．洛伦兹力对电子做的功为Bevh
D．电子在N处的速度大小也是v

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如图所示，两块平行板电极的长度为L，两板间距离远小于L，可忽略不计．两板的正中央各有一个小孔M、N，两孔连线与板垂直．现将两极板分别接在可调直流电压U的两端，极板处在一有界匀强磁场（板内无磁场），磁感应强度为B，磁场的两条边界CD、DE的夹角θ=60°．极板延长线与边界DE交于Q点，极板最右端P与Q间距离为2.5L．现将比荷均为
q
m
的各种粒子分别从M孔射入电场，不考虑粒子的重力．
（1）若U=U0时，要使带负电的粒子能够从N孔射出，则射入时的初速度v0至少为多少？
（2）将带正电的粒子从M无初速释放，
①若粒子恰好打到下极板右端，求所加直流电压的值U1．
②若U=
2qB2L2
9m
，则该粒子经过多少次电场的加速后可以离开磁场区域？
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如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带负电的粒子（不计重力）从A点沿y轴正方向以v0速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，最后从P点射出．
（1）求电场强度的大小和方向；
（2）若仅撤去电场，带电粒子仍从A点以相同的速度射入，恰从圆形区域的边界M点射出．已知OM与x轴的夹角为θ=30°，求粒子比荷
q
m
；
（3）若仅撤去磁场，带电粒子仍从A点射入，恰从圆形区域的边界N点射出（M和N是关于y轴的对称点），求粒子运动初速度的大小．
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