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1. 一带电粒子以速度v进入匀强磁场,仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。如果速度v增大,下列说法正确的是( )
A.
半径增大,周期不变
B.
半径增大,周期增大
C.
半径减小,周期不变
D.
半径减小,周期减小
【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. 比荷(
)相等的带电粒子M和N,以不同的速率经过小孔S垂直进入匀强磁场,磁感应强度为B,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A.
N带负电,M带正电
B.
N的速率大于M的速率
C.
N的运行时间等于M的运行时间
D.
N受到的洛伦兹力一定等于M受到的洛伦兹力
单选题
容易
2. 两个粒子
和
可以经同一个回旋加速器加速,不计粒子在电场中加速的时间及由相对论效应带来的影响,则下列判断正确的是( )
A.
两粒子的质量一定相同
B.
两粒子的电荷量一定相同
C.
两粒子在回旋加速器中运动的时间一定相同
D.
两粒子经回旋加速器获得的最大动能一定相同
单选题
容易
1. 如图为用于电真空器件的一种磁聚焦装置示意图.螺线管内存在磁感应强度为B、方向平行于管轴的匀强磁场.电子枪可以射出速度大小均为v,方向不同的电子,且电子速度v与磁场方向的夹角非常小.电子电荷量为e、质量为m.电子间的相互作用和电子的重力不计.这些电子通过磁场汇聚在荧光屏上P点.下列说法错误的是( ).
A.
电子在磁场中运动的时间可能为
B.
荧光屏到电子入射点的距离可能为
C.
若将电子入射速度变为
, 这些电子一定能汇聚在P点
D.
若将电子入射速度变为
, 这些电子一定能汇聚在P点
单选题
困难
2. 如图甲所示,上、下电磁铁的线圈中通入方向呈周期性变化的交变电流,在电磁铁两极间会产生交变磁场,这个交变磁场又会在周围空间激发出一个感生电场,如图乙所示,由电子枪射入的电子同时受到两个力的作用,一个是洛伦兹力,使电子在真空室内做半径为R的圆周运动;另一个是切线方向的电场力,使电子沿圆周不断加速。设某时刻电子的速率为v,所在磁场的磁感应强度为B,下列说法正确的是( )
A.
电子的比荷为
, 当电子的速率由v增大到2v时,磁感应强度为2B
B.
电子的比荷为
, 当电子的速率由v增大到2v时,磁感应强度为2B
C.
电子的比荷为
, 当电子的速率由v增大到2v时,磁感应强度为4B
D.
电子的比荷为
, 当电子的速率由v增大到2v时,磁感应强度为4B
单选题
普通
3. 如图所示,1958年科学家发现地球周围近层宇宙空间的范艾伦辐射带,其中存在着高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子。质量为m的某科研卫星经过该区域想利用高能粒子发电,发电吸收板面积为S,假设每秒单位面积上有n个能量为E的粒子被吸收板捕捉,其中60%的能量被吸收并转化为电能,单位面积受到粒子平均作用力为F,以下说法正确的是( )
A.
粒子仅在地磁场的作用下动能不变
B.
范艾伦辐射带的存在一定与地磁场无关
C.
吸收板
时间内吸收高能粒子获得电能
D.
吸收板
时间内的平均加速度为
单选题
普通
1. 如图所示,以O点为原点建立空间直角坐标系,空间存在匀强磁场,一带负电的粒子由O点沿y轴正方向射出,粒子在yOz平面做圆周运动,且沿x轴正方向观察粒子为逆时针转动,则以下正确的是( )
A.
匀强磁场的方向指向x轴负方向
B.
匀强磁场的方向指向x轴正方向
C.
若仅增大磁场的磁感应强度,粒子转动周期将减小
D.
若仅增大粒子由O点射出的速度,粒子转动的加速度将减小
多选题
普通
2. 如图所示,水平放置的长方体容器内存在竖直方向的匀强磁场,边长为
的正方形abcd是长方体容器的横截面,a、b、c、d四个顶点处均开有小孔。一质量为m,电荷量为
的带电粒子(不计重力)以速度
从小孔a沿ac方向射入容器,带电粒子只与容器壁碰撞一次后从小孔d飞出。已知带电粒子与容器碰撞前后,沿平行于容器壁的方向速度不变,沿垂直于容器壁的方向速度等大反向,运动过程中带电粒子的电荷量保持不变。关于磁场的大小和方向,下列说法正确的是( )
A.
磁场方向竖直向上,
B.
磁场方向竖直向上,
C.
磁场方向竖直向下,
D.
磁场方向竖直向下,
多选题
困难
3. 如图所示,a为xOy坐标系x负半轴上的一点,空间有平行于xOy坐标平面的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v
0
从a点沿与x轴正半轴成θ角斜向右上射入电场.粒子只在电场力作用下运动,经过y正半轴上的b点(图中未标出),则下列说法正确的是( )
A.
若粒子在b点速度方向沿
轴正方向,则电场方向可能平行于
轴
B.
若粒子运动过程中在b点速度最小,则b点为粒子运动轨迹上电势最低点
C.
若粒子在b点速度大小也为v
0
, 则a、b两点电势相等
D.
若粒子在b点的速度为零,则电场方向一定与v
0
方向相反
多选题
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. 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.
单选题
普通