四、磁场运动电荷的作用 知识点题库

电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法正确的是(    )

A . 速率越大,周期越大 B . 速率越小,周期越大 C . 速度方向与磁场方向平行 D . 速度方向与磁场方向垂直
如图所示,匀强电场E的方向竖直向下,匀强磁场B的方向垂直纸面向里,让三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P进入该区域中,M进入后能向左做匀速运动,N进入后能在竖直平面内做匀速圆周运动,P进入后能向右做匀速运动,不计空气阻力,则三个油滴的质量关系是(          )

A . mmm   B . mmm C . mmm   D . mmm

如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷及所带电荷的正负是(    )

A . ,正电荷 B . ,正电荷 C . ,负电荷 D . ,负电荷

如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a保持静止,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,则三个油滴所受重力的大小关系正确的是( )

A . Ga>Gb>Gc B . Gb>Ga>Gc C . Gb>Ga=Gc D . Ga>Gb=Gc
如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中.轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M,N为轨道的最低点,则下列说法正确的是(  )

A . 两小球到达轨道最低点的速度vM<vN B . 两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM<FN C . 小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间 D . 在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端
如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环向右的初速度v0 , 在以后的运动过程中,圆环运动的速度﹣时间图象可能是下列选项中的(  )

A . B . C . D .

如图所示,在竖直平面内,虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)以初速度v0由A点垂直MN进入这个区域,带电粒子沿直线运动,并从C点离开场区.如果撤去磁场,该粒子将从B点离开场区;如果撤去电场,该粒子将从D点离开场区.则下列判断正确的是(   )

A . 该粒子由B,C,D三点离开场区时的动能不尽相同 B . 该粒子由A点运动到B,C,D三点的时间均不相同 C . 若该粒子带负电,则电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向外 D . 匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比等于v0

(18分)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入电场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,为:

  1. (1) 粒子到达O点时速度的大小和方向;

  2. (2) 电场强度和磁感应强度的大小之比。

如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,上极板带正电,下极板带负电;板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出).一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个周期后打在挡板MN上的A点.不计粒子重力.则下列说法不正确的是(  )

A . 此粒子一定带正电 B . P、Q间的磁场一定垂直纸面向里 C . 若另一个带电粒子也能做匀速直线运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 D . 若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比
如图所示,区域I存在加速电场,半径为r 的圆形区域III内有平行于纸面的匀强偏转电场,电场与水平方向成60°角,同心大圆半径为 r ,两圆间区域II内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。质量为m,带电量为+q 的粒子经区域I电场加速后恰好沿区域II磁场边界进入磁场,经磁场偏转恰好从内圆的最高点A 处进入区域III电场,并从最低点C 处离开电场。不计粒子的重力。求:

  1. (1) 该粒子从A 处进入电场时的速率;
  2. (2) 偏转电场的场强大小;
  3. (3) 使该粒子不进入电场并在磁场中做完整的圆周运动,加速电压的取值范围。
如图所示,OO′为正对放置的水平金属板M、N的中线。热灯丝逸出的电子(初速度重力均不计)在电压为U的加速电场中由静止开始运动,从小孔O射入两板间正交的匀强电场、匀强磁场(图中未画出)后沿OO′做直线运动。已知两板间的电压为2U,两板长度与两板间的距离均为L,电子的质量为m、电荷量为e。

  1. (1) 求板间匀强磁场的磁感应强度的大小B和方向;
  2. (2) 若保留两金属板间的匀强磁场不变,使两金属板均不带电,求从小孔O射入的电子打到N板上的位置到N板左端的距离x。
如图甲所示,带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线 连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN , 两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B , 分界线为CD,EF为屏幕。金属板间距为d , 长度为l , 磁场的宽度为d。已知B=2. 5xl0-3Tl=d=0.2m , 每个带正电粒子的速度v0=105m/s,比荷 = l02C/kg,MN板间最大电压U=75V , 重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。取sin37°=0.6cos37°=0.8。求:

  1. (1) 带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径;
  2. (2) 带电粒子向上偏转射出电场的最大速度;
  3. (3) 带电粒子打在屏幕上的范围。
如图所示,两竖直平行板间同时存在匀强电场和匀强磁场,电场的场强为E、方向水平向左,磁场的磁感应强度为B、方向与电场垂直且水平向里.一带电液滴以竖直向下的初速度v0=E/B进入电磁场区域,最终能飞出该区域.则液滴在电磁场中(   )

A . 做匀速直线运动 B . 做匀变速曲线运动 C . 运动速度逐渐减小 D . 机械能逐渐减小
如图所示,竖直平面内有半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=40N/C,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B=1.0T,方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0×106kg的小球a和b,a球不带电,b球带q=1.0×106C的正电,并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到D点与b球发生正碰,碰撞时间极短,碰后两球粘合成一体飞入复合场中,最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f=0.1mg,DP =2DN,取g=10m/s2. a、b均可作为质点。(结果保留三位有效数字)求:

图片_x0020_100021

  1. (1) 小球在C点对轨道的压力大小;
  2. (2) 小球a与b相碰后瞬间速度的大小v;
  3. (3) 水平面离地面的高度h.
如图所示,两平行金属板EF之间电压为U , 两足够长的平行边界MNPQ区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),由E板中央处静止释放,经F板上的小孔射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界MN成60°角,磁场MNPQ边界距离为d。求:

  1. (1) 粒子离开电场时的速度;
  2. (2) 若粒子垂直边界PQ离开磁场,求磁感应强度B
  3. (3) 若粒子最终从磁场边界MN离开磁场,求磁感应强度的范围。
如图所示,在平面直角坐标系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,磁场方向垂直于坐标平面向外。一个比荷(q/m)为K的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:

图片_x0020_100017

  1. (1) 电场强度E;
  2. (2) 从P点射出时速度 的大小;
  3. (3) 粒子在磁场与电场中运动时间之比.
如图所示,位于竖直平面内的坐标系xOy,在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5 T,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=2 N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向、场强大小也为E的匀强电场,并在y>h=0.4 m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=45°),并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g取10 m/s2。求:

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  1. (1) 油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比,并指出油滴带何种电荷;
  2. (2) 油滴在P点得到的初速度大小;
  3. (3) 油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值。
如图所示为一种质谱仪示意图,其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成,若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E。磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是(   )

A . 粒子一定带正电 B . 加速电场的电压 U=ER C . P、Q间距离为 D . 若一群粒子从静止开始经上述过程都落在胶片上同一点,则该群粒子一定具有相同的质量
如图所示,在 坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电量为 的粒予(重力不计)从P点(0, L)处以初速度 沿x轴正方向射入电场,经电场和磁场的偏转后从Q点(0,5L)再次进入电场,其速度方向与x轴的正方向成 角。求:

  1. (1) 匀强电场的电场强度E;
  2. (2) 匀强磁场的磁感应强度B。
如图所示,直角三角形 区域内(含边界)有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为 (磁场未画出), 边长为a。大量质量为m、带电量为 的粒子以不同的速率从A点不断地沿 方向进入磁场,有的粒子从 边射出磁场,有的粒子从 边射出磁场,不计粒子的重力和相互间的作用力。下列说法正确的是(  )

A . 匀强磁场的方向垂直纸面向里 B . 边射出的粒子,速率越大射出的位置离B点越远 C . 边射出的粒子在磁场中运动的时间相等 D . 边射出的粒子,最大速率为
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