带电粒子在有界磁场中的偏转专题(1)

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A.若v0= ,则以θ=0°方向射入磁场的粒子在磁场中运动的时间为
B.若v0= ,则以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.若v0= ,则以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D若v0= ,则在AC边界上只有一半区域有粒子射出
8.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )
(1)电场强度与磁感应强度大小之比。
(2)粒子在磁场与电场中运动时间之比。
21.如图所示,一带电粒子(重力忽略不计)质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100 V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,粒子射出电场时的偏转角θ=60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,粒子射出磁场时的偏转角也为θ=60°.已知偏转电场中金属板长L=2 cm,圆形匀强磁场的半径R=10 cm,求:
4.图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则 ( )
A.若a与b有相同的质量,打在感光板上时,b的速度比a大
B.若a与b有相同的质量,则a的电量比b的电量小
(1)求电场强度E的大小;
(2)若匀强磁场的磁感应强度,求从A′点进入磁场的粒子返回到直线x=-2L时的位置坐标;
(3)在AC间还有哪些位置的粒子,经过电场后也能沿x轴正方向 进入磁场。
19.如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为D,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔s1处射入电容器,穿过小孔s2后从距三角形A点 a的P处垂直AB方向进入磁场,试求:
参考答案
1.CD2.BD3.AD4.D5.B6.BD7.D8.BD9.BD
(1)带电粒子经U1=100 V的电场加速后的速率;
(2)两金属板间偏转电场的电场强度E;
(3)匀强磁场的磁感应强度的大小.
22.(14分)如图所示竖直平面内,存在范围足够大的匀强磁场和匀强电场中,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场强度大小为E,电场方向竖直向下,另有一个质量为m带电量为q(q>0)的小球,设B、E、q、m、θ和g(考虑重力)为已知量。
A.磁场磁感应强度的最小值为
B.磁场磁感应强度的最小值为
C.磁场的方向不可能是方向①②⑤
D.磁场的方向可能是方向③④⑤
3.带电粒子在只考虑已知场力的情况下可能所处的状态是( )
A. 在磁场中做直线运动
B. 在匀强电场中做匀速圆周运动
C. 在匀强磁场中做类似抛体运动
D. 在匀强电场和匀强磁场的复合场中做匀速直线运动
C.A、B两粒子 之比是
D.A、B两粒子 之比是
12.如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场, ab是圆的一条直径。一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成 时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )
(1)粒子到达小孔s2时的速度和从小孔s1运动到s2所用的时间;
(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小;
(3)若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件?
20.如图所示,在平面坐标系xOy内,第二三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外,一带正电的粒子从第三象限中的Q(-2L,-L)点以速度 沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场,不计粒子重力,求:
D.b点的磁感应强度为 T,方向斜向下,与B成450角
2.如图甲所示,质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为θ、宽度为d的光滑平行导轨上,图乙是从b向a方向观察时的平面视图.欲使导体棒ab能静止在导轨上,可在导轨所在的空间加一个垂直于导体棒ab的匀强磁场,图乙中水平、竖直或平行导轨、垂直导轨的①②③④⑤五个箭头分别表示磁场的可能方向.关于该磁场的大小及方向,下列说法中正确的是( )
A.小球离开O点后第一次经过y轴所用的时间
B.小球第二次经过y轴的坐标
C.小球离开O点后第三次经过y轴的坐标 -
D.若小球以速度大小为v= 且方向与初速度方向相反射出,则小球能再次回到O点
15.如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B.把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子(粒子重力不计).若从A射出的粒子:①带负电,v0= ,第一次到达C点所用时间为t1;②带负电,v0= ,第一次到达C点所用时间为t2;③带正电,v0= ,第一次到达C点所用时间为t3;④带正电,v0= ,第一次到达C点所用时间为t4.则( )
(1)粒子从P点入射的速度v0的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
18.如图所示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、 象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度v0沿x轴正方向射出。从A点射出的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹(轨迹与x轴的交点为OC的中点)从y轴上A′(0,-L)沿x轴正方向进入磁场。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。
A. B.4.9× C. D.
11.如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子先后以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又都恰好不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是( )
A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
A.3tB. C. D.2t
13.如图所示,在半径为R圆形区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,从A点沿着AO方向垂直磁场射入大量带正电、电荷量为q、质量为m、速率不同的粒子,不计粒子间的相互作用力和重力,关于这些粒子在磁场中的运动以下说法正确的是( )
A、这些粒子出射方向的反向延长线不一定过O点
B、速率越大的粒子在磁场中通过的弧长越长,时间也越长
C、 这些粒子在磁场中的运动时间相同
D、若粒子速率满足v=qBR/m,则粒子出射方向与入射方向垂直
14.以竖直向上为y轴正方向的平面直角系xOy,如图所示.在第一、四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E1,在第二、三象限内存在着沿y轴正方向的匀强电场E2和垂直于xOy平面向外的匀强磁场.现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球从坐标原点O以初速度v0沿与x轴正方向成45°角的方向射出.已知两电场的电场强度E1=E2= ,磁场的磁感应强度为B,则()
A.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其半来自百度文库为
B.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为
C.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为
D.粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为
10.图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在Y轴上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q, 不计其重力。则上述粒子的比荷 (C/kg) 是
① ②
③ ④
A.①②B.①③C.②③D.②④
6.如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则()
A.从P射出的粒子速度大
B.从Q射出的粒子速度大
C.从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长
D.两粒子在磁场中运动的时间一样长
7.如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60 °,AO=a。在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的电量大小为q,质量为m,发射速度大小都为v0,发射方向由图中的角度θ表示.不计粒子间的相互作用及重力,下列说法正确的是()
C.若a与b有相同的电量,则a的质量比b的质量大
D.若a与b有相同的电量,则a的质量比b的质量小
5.长为L、间距也为L的两平行金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,如图。今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上,入射离子的速度大小应满足的条件是( )
A.t1= TB.t2= TC.t3= TD.t4=T
16.(11分)如图所示,两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场.A板带正电荷,B板带等量负电荷,电场强度为E;磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B1.平行金属板右侧有一挡板M,中间有小孔O′,OO′是平行于两金属板的中心线.挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场感应强度为B2.CD为磁场B2边界上的一绝缘板,它与M板的夹角θ=45°, =a,现有大量质量均为m,含有各种不同电荷量、不同速度的带正负电粒子(不计重力),自O点沿OO′方向进入电磁场区域,其中有些粒子沿直线OO′方向运动,并进入匀强磁场B2中,求:
高2015级高三物理练习题(带电粒子在有界磁场中的偏转)
1.如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线为中心,半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点,已知c点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是:( )
A.直导线中电流方向垂直纸面向里
B.d点的磁感应强度为0
C.a点的磁感应强度为2T,方向向右
(1)若小球射入此复合场恰做匀速直线运动,求速度v1大小和方向。
(2)若直角坐标系第一象限固定放置一个光滑的绝缘斜面,其倾角为θ,设斜面足够长,从斜面的最高点A由静止释放小球,求小球滑离斜面时的速度v大小以及在斜面上运动的时间
(3)在(2)基础上,重新调整小球释放位置,使小球到达斜面底端O恰好对斜面的压力为零,小球离开斜面后的运动是比较复杂的摆线运动,可以看作一个匀速直线运动和一个匀速圆周运动的叠加,求小球离开斜面后运动过程中速度的最大值 及所在位置的坐标。
(1)进入匀强磁场B2的带电粒子的速度;
(2)能击中绝缘板CD的粒子中,所带电荷量的最大值;
(3)绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度.
17.如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。已知OP=L,OQ=2 L。不计重力。求:
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大
9.如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光.MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔,PQ与MN垂直.一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子(不计重力),以相同的速率v,从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域,不计粒子间的相互作用.则以下说法正确的是( )
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