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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,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
2. 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
3. 如图甲所示,用强磁场将百万开尔文的高温等离子体(等量的正离子和电子) 约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置. 我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行 100秒的成绩. 图乙为其中沿管道方向的磁场分布图,越靠管的右侧磁场越强. 不计离子重力,关于离子在图乙磁场中运动时,下列说法正确的是
A.
离子在磁场中运动时,磁场可能对其做功
B.
离子在磁场中运动时,离子的动能一定不变
C.
离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时,运动半径减小
D.
离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时,洛伦兹力不变
多选题
普通
1. 1932年,美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子(带正电荷)。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙射线粒子,并在云室中加入一块厚6mm的铅板,借以减慢粒子的速度。当宇宙射线粒子通过云室内的垂直纸面的匀强磁场时,拍下粒子径迹的照片,如图甲所示,根据照片画出的轨迹示意图乙。
(1)
请判断正电子穿过铅板时的运动方向(“向左”或“向右”)和磁场的方向(“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)。
(2)
已知正电子质量为m,带电量为e,磁感应强度为B,穿过铅板前后正电子做匀速圆周运动的轨道半径分别为r
1
和r
2
。求正电子穿过铅板过程中损失的动能。
解答题
普通
2. 如图甲所示,长度为
、内径为
的圆柱形直管道水平固定,放置在水平方向且磁感应强度大小为
的匀强磁场中(磁场方向可变)。
位于管道一端管口的水平轴线上,
处固定一粒子源,其可发射质量为
、带电荷量为
的电子。
(1)
若从
发出的电子的速度方向竖直向上,磁场的方向垂直纸面向里,粒子在管道内运动时,恰好不与管壁碰撞,求从
发出的电子的速率
;
(2)
若从
发出的电子的速度大小和方向与(1)问相同,以
点为原点,沿轴线向右建立坐标轴x,磁感应强度
与坐标
按图乙所示规律分布,磁场方向以垂直纸面向里为正。设电子经过磁场边界时,会立即进入另一磁场,则要使电子从管道轴线的另一端离开管道,求图中
的值和管道长度
的值;
(3)
若从
发出的电子的速度大小为
, 方向斜向右上方,与水平轴线方向的夹角为
。磁场的方向平行于轴线方向向右。经过一段时间后电子恰好从管道轴线的另一端离开管道,且整个过程粒子都不会与管道碰撞,则
、
分别应满足什么条件?
解答题
困难
3. 如图所示,平面直角坐标系
中,第Ⅱ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅲ、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m,带电量为q的粒子由第Ⅱ象限中的
点,以速度
平行于x轴正方向射出,恰好由坐标原点O射入磁场。若不计粒子重力,求:
(1)
电场强度E的大小;
(2)
若粒子经过磁场偏转后,回到电场中又恰好能经过P点,求磁感应强度的大小;
(3)
粒子从P点出发回到P所用时间。
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. 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
3. 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