四、磁场运动电荷的作用 知识点题库

如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负点子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为(   )

A . 1∶2 B . 1∶1 C . 1∶ D . 2∶1

霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型,研究半导体内载流子浓度的变化等。在霍尔效应实验中,如图所示,ab宽为1cm,ad长为4cm,ae厚为cm的导体,沿ad方向通有3A的电流,当磁感应强度B=1.5T的匀强磁场垂直向里穿过abcd平面时,产生了V的霍尔电压,(已知导体内定向移动的自由电荷是电子),则下列说法正确的是()

A . 在导体的前表面聚集自由电子,电子定向移动的速率 B . 在导体的上表面聚集自由电子,电子定向移动的速率 C . 在其它条件不变的情况下,增大ad的长度,可增大霍尔电压 D . 每立方米的自由电子数为

一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(  )


A . B . C . D .
某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t1=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的是(   )

A . 图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系 B . 图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系 C . 图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系 D . 图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系
如图所示,甲带负电,乙是不带电的绝缘物块,甲乙叠放在一起,置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现加一水平向左的匀强电场,发现甲、乙无相对滑动一起向右加速运动.在加速运动阶段(   )

A . 甲、乙两物块间的摩擦力不变 B . 甲、乙两物块做加速度减小的加速运动 C . 乙物块与地面之间的摩擦力不断变大 D . 甲、乙两物体可能做匀加速直线运动
如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是(   )

A . a粒子动能最大 B . c粒子速率最大 C . c粒子在磁场中运动时间最长 D . 它们做圆周运动的周期相同

空间有一圆柱形匀强磁场区域,O点为圆心.磁场方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从A点沿图示箭头方向以速率v射入磁场,θ=30°,粒子在纸面内运动,经过时间t离开磁场时速度方向与半径OA垂直.不计粒子重力.若粒子速率变为 ,其它条件不变,粒子在圆柱形磁场中运动的时间为(   )


A . B . t C . D . 2t
如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ.求:

  1. (1) 该粒子射出磁场的位置;

  2. (2) 该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计)

如图所示,区域Ⅰ、Ⅲ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅲ内磁场的磁感应强度B,宽为1.5d,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度B1未知,区域Ⅱ时无场区,宽为d.一个质量为m,电荷量为q的带正电粒子从磁场边界上的A点与边界成θ=60°角垂直射入区域Ⅰ的磁场,粒子恰好不从区域Ⅲ的右边界穿出且刚好能回到A点,粒子重力不计,求:

  1. (1) 区域Ⅰ中磁场的磁感应强B

  2. (2) 区域Ⅰ磁场的最小宽度L;

  3. (3) 粒子从离开A点到第一次回到A点的时间t.

如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区.已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1 , t2和t3 , 离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3 , 粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是( )

A . t1=t2<t3 B . t1<t2=t3 C . Ek1=Ek2<Ek3 D . Ek1>Ek2=Ek3
如图所示,在真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c 带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速运动,c向左匀速运动,比较它们的重力Ga、Gb、Gc的大小关系,正确的是(   )

A . Ga最大 B . Gb最大 C . Gc最大 D . Gb最小
如图所示,xoy为平面直角坐标系,x轴水平,y轴竖直。在x轴上、下方空间都分布着垂直xoy平面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小分别为B、3B,整个空间还分布着沿竖直方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为-q的小球,从坐标原点O处以速度v射入第一象限做匀速圆周运动,的方向与x轴正方向成30°角。已知重力加速度g,空气阻力不计,求:

  1. (1) 该匀强电场的场强大小和方向:
  2. (2) 小球从离开O点到第四次经过x轴时间内的平均速度;
  3. (3) 小球从离开O点后 T为粒子的运行周期)时刻的位置坐标。
如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1 , 一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,结果分别打在a、b两点,两点间距离为ΔR。设粒子所带电量为q,且不计粒子所受重力,求:

  1. (1) 两粒子射入电容器的速度大小。
  2. (2) 打在a、b两点的粒子的质量之差Δm。
如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B.磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N,MN=L,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d,且d<L,粒子重力不计,电荷量保持不变。

  1. (1) 求粒子运动速度的大小v;
  2. (2) 欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M的最大距离dm
  3. (3) 从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场,PM=d,QN= ,求粒子从P到Q的运动时间t.
平行板电容器两板之间距离为d,接在电压为U的电源上。现有一质量为m,带电量为+q的粒子,以速度v沿水平方向射入两板之间(粒子重力不计),如图所示。若要使粒子能以速度v沿直线匀速穿过,则可以在两板间加(   )

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A . 磁感应强度大小B= ,方向向里的匀强磁场 B . 磁感应强度大小B= ,方向向外的匀强磁场 C . 磁感应强度大小B=Udv,方向向里的匀强磁场 D . 磁感应强度大小B=Udv,方向向外的匀强磁场
如图所示,在空间坐标系x<0区域中有竖直向上的匀强电场E1 , 在一、四象限的正方形区域CDEF内有方向如图所示的正交的匀强电场E2和匀强磁场B,已知CD=2L,OC=L,E2 =4E1。在负x轴上有一质量为m、电量为+q的金属a球以速度v0沿x轴向右匀速运动,并与静止在坐标原点O处用绝缘细支柱支撑的(支柱与b球不粘连、无摩擦)质量为2m、不带电金属b球发生弹性碰撞。已知a、b 球体积大小、材料相同且都可视为点电荷,碰后电荷总量均分,重力加速度为g,不计a、b球间的静电力,不计a、b球产生的场对电场、磁场的影响,求:

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  1. (1) 碰撞后,a、b球的速度大小;
  2. (2) a、b碰后,经 时a球到某位置P点,求P点的位置坐标;
  3. (3) a、b碰后,要使 b球不从CD边界射出,求磁感应强度B的取值。
如图甲所示,空间Ⅰ区域存在方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,左右边界线相互平行,磁场宽度为 ,边界右侧空间Ⅱ区域存在一周期性变化的匀强电场,方向平行于磁场边界竖直向下,电场强度的变化规律如图乙所示(规定向下为电场的正方向),场强大小 ,一质量为 、电荷量为 的粒子,在 时刻以速度 点沿 水平方向射入电场中, ,粒子重力不计。

  1. (1) 若 ,求粒子射入磁场时的速度大小和方向;
  2. (2) 若 ,粒子恰好不能从磁场左边界穿出,求磁感应强度B的大小;
  3. (3) 保持 与第(2)问中的值相同,调整电场的周期使 ,在第(2)问的条件下,求该粒子射出磁场时距 点的距离。
如图所示,一束离子经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器(其中的磁场未画出)后,进入另一个匀强磁场中并分离为①、②两束。下列说法正确的是(   )

A . 离子束②中的离子一定带负电 B . 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C . 离子束①中离子的质量大于②中离子的质量 D . 离子束①中离子的比荷 小于②中离子的比荷
如图,在竖直面内建立坐标系 , 第一、四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,平行板如图放置,两板间距为 , 板长均为板带正电,右端位于y轴上的点,板在负半轴上且带负电,右端位于坐标轴点,板正中间有一小孔 , 一质量为m,电量为的带电粒子从板左边沿向轴正方向以速度水平射入平行板间,穿过小孔、经第三、第四、第一象限,再次进入平行板内。不计粒子的重力,求:

  1. (1) 粒子从轴上进入第四象限的速度大小;
  2. (2) 第一、四象限内磁感应强度大小应满足的条件;
  3. (3) 现将第四象限内磁感应强度大小改为 , 方向不变,将第一象限内磁场撤除,同时在第一象限内加上平行纸面的匀强电场。仍将粒子从板左边沿向轴正方向以向右水平射入平行板间,最终粒子垂直于轴从点再次进入平行板内,求匀强电场的大小和方向(方向用与轴夹角的正切表示)。
如图所示,在平面直角坐标系xOy内,有一垂直于x轴放置的平行板电容器,两极板间区域有匀强电场。一半径为R的圆形区域存在匀强磁场,磁感应强度大小可调节,磁场圆心在坐标原点O处,磁场方向始终垂直于坐标平面向外。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电容器极板边缘以速度平行极板射入,恰好从x轴上的点进入磁场,粒子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为45°,不计粒子的重力。

  1. (1) 求粒子在磁场中运动的速度大小v;
  2. (2) 若粒子从坐标系第四象限内的磁场边界(包含a,b两点)射出,求磁感强度的取值范围;
  3. (3) 若c、d两点为ab弧的三等分点,磁感应强度为时粒子从c点射出,磁感应强度为时粒子从d点射出,求磁感应强度的乘积。
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