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19.

如圖所示，在真空室內x軸正半軸 點固定一負的點電荷，電量 。點電荷左側的電場分布以y軸為界限。在x軸負半軸遠離原點某處有一粒子放射源不斷沿x軸正向放射出速度相同的帶正電的粒子。粒子質量 ，電量 ，速率 。為使帶電粒子進入y軸右側后作勻速圓周運動，最終打在位于x正半軸點電荷右側的熒光屏上（未畫出），可在y軸左側加一個方向垂直紙面向外、圓心在x軸上的圓形勻強磁場區域，其磁感應強度 。不計粒子重力，靜電力常數 。求：

（1）所加圓形勻強磁場區域的圓心坐標。

（2）所加磁場的區域半徑。

解：（1）設粒子進入電場中做勻速圓周運動的軌道半徑為r

                                         （3分）

由題意可知：要使粒子進入電場時作勻速圓周運動，須滿足粒子必須在N點進入電場（如圖所示），且MN=r，進入電場時速度方向垂直于MN           （2分）

由幾何關系可得ON=0.3（m）  磁場圓心坐標為（3分）

（2）設粒子在磁場中的運動軌道半徑為R

                                    （2分）

如圖所示：由幾何關系可得所加磁場區域的半徑     （4分）

感悟與反思：

        運動過程的設計只給初末兩個狀態，實際要求學生采用逆向推導的方法逐步理出整個運動過程。另外，粒子在有界磁場中的運動是個難點，要求學生從粒子的運動范圍推知最小磁場的半徑（解答的圖中軌跡有錯�。�

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

如圖所示，某剛性容器內有一活塞和彈簧，B為真空，A內已充入2molSO2和1molO2，在一定條件下發生可逆反應2SO2+O2?2SO3；△H=-QkJ/mol，（Q＞0）一段時間后活塞已保持靜止，SO2的反應速率為Υ0．再往A內迅速充入2molSO2和1molO2，當活塞再次保持靜止時，SO2的反應速率為Υ，在此過程中，下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2013?江蘇三模）某研究小組利用工業生產鈦白粉產生的廢液（含有大量的Fe2+、H+、S和少量的Fe3+、TiO2+）生產乳酸亞鐵，其工藝流程如圖所示：

（1）反應Ⅰ中，鐵屑與TiO2+反應的離子方程式為2TiO2++Fe+4H+?2Ti3++Fe2++2H2O，該反應的平衡常數表達式為K=
c(Ti3+)2?c(Fe2+)2
c(TiO2+)2?c(H+)4
c(Ti3+)2?c(Fe2+)2
c(TiO2+)2?c(H+)4
．
（2）反應Ⅱ需控制反應溫度低于35℃，其目的是
防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解）
防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解）
，該反應的化學方程式是
FeSO4+2NH4HCO3═FeCO3↓+H2O+CO2↑+（NH4）2SO4
FeSO4+2NH4HCO3═FeCO3↓+H2O+CO2↑+（NH4）2SO4
．檢驗溶液A中是否含Fe2+的實驗操作方法是
取少量溶液A于試管中，滴入KSCN溶液，無明顯現象，再滴入氯水，溶液呈血紅色，證明有Fe2+；反之，不含有Fe2+
取少量溶液A于試管中，滴入KSCN溶液，無明顯現象，再滴入氯水，溶液呈血紅色，證明有Fe2+；反之，不含有Fe2+
．
（3）已知：FeCO3（s）?Fe2+（aq）+C（aq），試用平衡移動原理解釋反應Ⅲ中生成乳酸亞鐵的原因：
C與乳酸反應，其濃度降低，使平衡向右移動，碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵
C與乳酸反應，其濃度降低，使平衡向右移動，碳酸亞鐵溶解得到乳酸亞鐵
．
（4）結晶過程必須控制在一定的真空度條件下進行，原因是：
有利于水的蒸發
有利于水的蒸發
、
防止Fe2+被氧化
防止Fe2+被氧化
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2012?江蘇一模）鎂及其合金廣泛應用于航空航天、交通、電池等行業，金屬鎂的制備方法主要有：
①電解無水氯化鎂法，②碳或碳化鈣熱還原法，③皮江法．
已知：

（1）寫出MgO（s）與CaC2（s）作用生成Mg（g）及CaO（s）及C（s）的熱化學方程式：
CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol
CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol
．
（2）碳化鈣還原氧化鎂的文獻資料如表2
表2 還原劑的用量與溫度、保溫時間計MgO還原率
n（CaC2）/N（MgO） 還原溫度/℃ 恒溫時間/h 還原率/%
1.1 1110 2.0 62
1.1 1150 2.0 80
1.1 1150 2.5 85
1.2 1000 2.0 33
1.2 1150 2.0 84
1.2 1150 2.5 88
1.3 1150 2.0 86
1.3 1150 2.0 88
實際生產中只采取恒溫2h，其主要原因是：
相同條件下延長保溫時間時，還原率增加不明顯，生成成本增大
相同條件下延長保溫時間時，還原率增加不明顯，生成成本增大
；采用n（CaC2）/n（MgO）配比為1.2，而不是1.3，其主要原因是：
相同條件下，還原劑配比由1.2升高到1.3，還原劑用量增大，還原率增加不明顯，生產成本增大
相同條件下，還原劑配比由1.2升高到1.3，還原劑用量增大，還原率增加不明顯，生產成本增大
．
（3）用電解法制取鎂時，若原料氯化鎂含有水時，在電解溫度下，原料會形成Mg（OH）Cl，并發生電離反應：Mg（OH）Cl=Mg（OH）++Cl-．電解時在陰極表面會產生氧化鎂鈍化膜，此時陰極的反應式為
2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑
2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑
．實驗室由MgCl2?6H2O制取無水氯化鎂可采用的方法是
在氯化氫氣流中加熱脫水
在氯化氫氣流中加熱脫水
．
（4）我國目前生產金屬鎂主要用皮江法生產，其原料為白云石（MgCO3?CaCO3）的煅燒產物和硅鐵（含75%Si）．其生產原理為：
2CaO+2MgO（s）+Si（s）
1100-1250℃
真空
2Mg（g）+Ca2SiO4（s），采用真空操作除了能降低操作溫度外，還具有的優點是
防止硅和鎂被氧化，并提高金屬鎂的產率
防止硅和鎂被氧化，并提高金屬鎂的產率
．
（5）鎂/間-二硝基苯電池的裝置如圖所示，電池工作時鎂轉變為氫氧化鎂，間-二硝基苯則轉變為間-二苯胺．該電池正極的電極反應式為
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產業鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環境污染．
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請回答下列問題：
（1）Ti的原子序數為22，Ti位于元素周期表中第
 
周期，第
 
族．
（2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經氯化得到四氯化鈦的化學方程式
 
．
（3）制備TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2?x H2O，再經焙燒制得．水解時需加入大量的水并加熱，請結合化學方程式和必要的文字說明原因：
 

（4）由TiCl4→Ti 需要在Ar氣中進行的理由是
 
．反應后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據下表信息，需加熱的溫度略高于
 
℃即可．
TiCl4 Mg MgCl2 Ti
熔點/℃ -25.0 648.8 714 1667
沸點/℃ 136.4 1090 1412 3287
（5）用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+，再以KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe（SO4）2標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+．滴定分析時，稱取TiO2（摩爾質量為M g/mol）試樣w g，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2標準溶液V mL，則TiO2質量分數為
 
．（用代數式表示）
（6）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．若不考慮生產過 程中物質的任何損失，上述產業鏈中每合成6mol甲醇，至少需額外補充H2
 
mol．

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