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1. 真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为( )
A.
B.
C.
D.
【考点】
带电粒子在匀强磁场中的运动;
【答案】
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单选题
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1. 正电子是电子的反粒子,与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场,从P点发出两个电子和一个正电子,三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是( )
A.
磁场方向垂直于纸面向里
B.
轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C.
轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D.
轨迹3对应的粒子是正电子
单选题
容易
2. 在xOy平面上分布有以O为中心的圆形匀强磁场区域(未画出),磁场方向垂直于xOy平面向外。一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,以大小为v
0
, 方向沿y轴负方向的速度从原点O开始运动,后来粒子经过x轴上的A点,此时速度方向与x轴的夹角为30°,A到O的距离为d,如图,不计粒子的重力,则圆形磁场区域的面积为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
3. 如图所示,在边长为a的正方形ABCD区域(包含边界)内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。E点是AB边上的一点,且AE之间的距离为
。将一电子从E点沿EB方向射出,若初速度为v
1
, 其运动轨迹将与BC边相切:若初速度为v
2
, 其运动轨迹将与CD边相切。则v
1
与v
2
之比为( )
A.
2:1
B.
3:2
C.
3:1
D.
4:3
单选题
容易
1. 速度选择器装置如图所示,
粒子(
)以速度
自O点沿中轴线
射入,恰沿
做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响,下列说法正确的是( )
A.
粒子(
)以速度
自
点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动
B.
电子(
)以速度
自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线
做匀速直线运动
C.
氘核(
)以速度
自O点沿中轴线
射入,动能将减小
D.
氚核(
)以速度2
自O点沿中轴线
射入,动能将增大
单选题
普通
2. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,
为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
3. 如图所示,虚线MN将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域,两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区,弧线aPb为运动过程中的一段轨迹,其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2:1,且两段圆弧对应圆心角相同,下列判断正确的是( )
A.
Ⅰ、Ⅱ两个磁场的磁感应强度方向相反,大小之比为1:2
B.
该粒子在Ⅰ、Ⅱ两个磁场中的磁场力大小之比为1:1
C.
该粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为1:1
D.
弧aP与弧Pb对应的圆的半径之比为3:1
单选题
普通
1. 如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿对角线方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用. 根据以上信息,可以确定( )
A.
粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B.
粒子1和粒子3的比荷之比为2:1
C.
粒子1和粒子2在磁场中的运动时间之比为π:4
D.
粒子3的射出位置与d点相距
多选题
普通
2. 带电粒子穿过过饱和蒸汽时,在它走过的路径上,过饱和蒸汽便凝结成小液滴,从而显示出粒子的运动轨迹,这就是云室的原理。今在云室中有磁感强度大小为1T的均匀磁场,观测到一个质子的径迹是半径20cm的圆弧,该质子的动能为
J。
填空题
普通
3. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为
,周期为
。
填空题
普通
1. 如图所示,在直角坐标系
中,
区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ。
区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ,y轴左侧存在垂直坐标平面向外的矩形磁场Ⅲ(位置和范围未知),其中磁场Ⅱ与磁场Ⅲ的磁磁感应强度相同。一质量为m,带电量q的带正电粒子从点
以平行于x轴的初速度
射入磁场Ⅰ,经过一段时间粒子从
点离开磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ,经磁场Ⅱ偏转后,从
点返回磁场Ⅰ。并从y轴上的Q点进入y轴左侧,经过矩形磁场Ⅲ的偏转后又回到Q点,到Q点时速度方向与y轴负方向夹角为
。不计粒子重力。
(1)
区域内匀强磁场的磁感应强度大小
;
(2)
粒子从P点运动到第一次经过Q点所用时间t;
(3)
求矩形磁场区域的最小面积。
解答题
普通
2. 如图所示,存在垂直平面向外、大小为
(T)的磁场,另有与
正交的电场
,
为空间任意点到
点的距离,
、
为系数。一质量为
、带电荷量为
(
)的粒子绕
点做顺时针匀速圆周运动,电场跟随带电粒子同步绕圆心
转动,电场方向与速度方向夹角
保持不变。带电粒子重力不计,运动时的电磁辐射忽略不计。则:
(1)
若
(T·m),
, 求粒子做匀速圆周运动的周期大小;(用
、
、
表示)
(2)
若
,
,
, 求粒子做匀速圆周运动的线速度大小;(用
、
、
表示)
(3)
若带电粒子运动时还受到阻力,阻力大小与速度大小成正比,方向与速度方向相反,即
,
为系数。当半径为
时,带电粒子的角速度大小恒为
, 求此时带电粒子运动速度的大小
(可以用
、
、
、
、
表示)和
;
(4)
当带电粒子运动到图中的A点时,撤掉原电场和磁场,整个空间处于垂直平面向外、大小为
的匀强磁场中,阻力大小仍与速度大小成正比,方向仍与速度方向相反,试判断并分析带电粒子停止的位置能否在
的连线上。
解答题
困难
3. 如图所示,矩形区域
内有垂直纸面向外的匀强磁场,质量为
、带电荷量为
的粒子以某初速度从
点沿
方向垂直射入磁场中,从
点离开磁场。已知磁感应强度为
,
, 粒子只受磁场力。求:
(1)
粒子的初速度大小
;
(2)
若将粒子的初速度增大为原来的两倍,仍从
点沿
方向垂直射入磁场中,求粒子在磁场中运动的时间。
解答题
普通
1. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,
为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
2. 空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(
平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A.
B.
C.
D.
单选题
困难
3. 如图,在平面直角坐标系
的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的
点,以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场,设入射速度方向与y轴正方向的夹角为
。当
时,粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则( )
A.
粒子一定带正电
B.
当
时,粒子也垂直x轴离开磁场
C.
粒子入射速率为
D.
粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
多选题
困难