洛伦兹力 知识点题库

在国际单位制中,磁感应强度的单位是(  )

A . 伏特 B . 特斯拉 C . 牛顿 D . 安培

如图所示是汤姆逊的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是(   )

A . 若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的P1 B . 若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转 C . 若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转 D . 若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转
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、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为(   )

A . 1:2 B . 2:1 C . D . 1:1

如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10﹣3T;磁场右边是宽度L=0.2m、场强E=40V/m、方向向左的匀强电场.一带电粒子电荷量q=﹣3.2×10﹣19C,质量m=6.4×10﹣27kg,以v=4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场,在磁场中偏转后进入右侧的电场,最后从电场右边界射出.求:

  1. (1) 大致画出带电粒子的运动轨迹;(画在答题纸上给出的图中)

  2. (2) 带电粒子在磁场中运动的轨道半径;

  3. (3) 带电粒子飞出电场时的动能EK

如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E.一质量为m,电荷量为﹣q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出.射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L.

  1. (1) 求此粒子射出时的速度v

  2. (2) 运动的总路程s(重力不计).

如图所示,a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹,已知两个粒子带电量相同,且ra=2rb ,不计重力的影响,则由此可知  (    )

A . 两粒子均带正电,质量比 B . 两粒子均带负电,质量比 C . 两粒子均带正电,质量比 D . 两粒子均带负电,质量比
A、B两种放射性元素,原来都静止在同一匀强磁场中,磁场方向如图所示,其中一个放出α粒子,另一个放出β粒子,α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直,图中a、b、c、d分别表示α粒子,β粒子以及两个剩余核的运动轨迹

图片_x0020_100001

A . a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 B . b为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹 C . b为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹 D . a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹
如图所示,在竖直虚线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 . 匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比 D . 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里
一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中,由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小,轨迹如图所示。假设粒子的电量不变,下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是(    )

A . 粒子由ab运动,带正电 B . 粒子由ba运动,带负电 C . 粒子由ba 运动,带正电 D . 粒子由ab运动,带负电
如图所示,真空中有一以 点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为 =0.5 ,磁场垂直纸面向里。在 区域存在沿 方向的匀强电场,电场强度为 。在 点有一带正电的粒子以速率 沿 方向射入磁场,粒子穿出磁场进入电场,速度减小到0后又返回磁场,最终又从磁场离开。已知粒子的比荷 ,粒子重力不计。

图片_x0020_810994966

  1. (1) 求圆形磁场区域磁感应强度的大小;
  2. (2) 求沿 方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
在空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其竖直边界AB、CD的宽度为d,在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场,现有质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从P点以大小为v0的水平初速度射入电场,随后与边界AB成45°射入磁场,若粒子能垂直CD边界飞出磁场,试求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度B;
  2. (2) 从进入电场到穿出磁场的总时间。
在直角坐标系xOy中,第二象限有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),第一象限三角形OPM区域有如图所示的匀强电场,电场线与y轴的夹角、MP与x轴的夹角均为30°,已知P点的坐标为(9l,0),在以O′为圆心的环状区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆与直线MP相切于P点,内外圆的半径分别为l和2l。一质量为m,电荷量为q的正电粒子以速度v0由坐标为(﹣l,0)的A点沿与y轴平行的方向射入第二象限匀强磁场中,经磁场偏转由坐标为(0, l)的B点进入匀强电场,经电场偏转恰由P点进入环状磁场区域,不计粒子重力,求:

  1. (1) 第二象限匀强磁场磁感应强度的大小;
  2. (2) 匀强电场的电场强度大小;
  3. (3) 要使粒子在环状磁场区域内做完整的圆周运动,求环状区域匀强磁场的磁感应强度的取值范围。
如图所示,地面某处有一粒子发射器A,发射器尺寸忽略不计,可以竖直向上发射速度介于v0~2v0的电子。发射器右侧距离A为L的O处,有一足够长突光板OD,可绕O点转动,使其与水平方向的夹角 可调,且AOD在同一平面内,其中OC段长度也为L,电子打到荧光板上时,可使荧光板发光。在电子运动的范围内,加上垂直纸面向里的匀强磁场。设电子质量为m,电荷量为e,重力忽略不计。初始 =45°,若速度为2v0的电子恰好垂直打在荧光板上C点,求:

图片_x0020_1190886543

  1. (1) 磁场的磁感应强度大小B;
  2. (2) 此时速率为1.5v0的电子打到荧光板上的位置到0点的距离x;
  3. (3) 在单位时间内发射器A发射N个电子,保持磁感应强度B不变,若打在荧光板上的电子数随速率均匀分布,且50%被板吸收,50%被反向弹回,弹回速率大小为打板前速率大小的0.5倍,求荧光板受到的平均作用力大小(只考虑电子与收集板的一次碰撞);
  4. (4) 若磁感应强度在(B-△B)到(B+△B)之间小幅波动,将荧光板 角调整到90°,要在探测板上完全分辨出速度为v0和2v0的两类电子,则 的最大值为多少?
在如图所示的坐标系中,在 的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在 的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直 平面(纸面)向外,一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上 处的点 时速度为 ,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上 处的 点进入磁场,不计重力,求:

图片_x0020_1788697237

  1. (1) 粒子到达 时速度的大小和方向。
  2. (2) 电场强度的大小。
  3. (3) 若在y轴的负半轴上 处固定一个与x轴平行的足够长的弹性绝缘挡板(粒子与其相碰时电量不变,原速度反弹),粒子进入磁场偏转后恰好能垂直撞击在挡板上,则磁感应强度B应为多大?并求粒子从 出发到第2次与挡板作用所经历的时间。
坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射 粒子, 粒子的速度大小都是v0 , 在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E= ,其中q与m分别为α粒子的电荷量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑 粒子的重力)

图片_x0020_100030

  1. (1) 求 粒子刚进入磁场时的动能Ek及磁感应强度B的大小;
  2. (2) 将ab板平移到纵坐标为多少的位置时所有粒子恰好均能打到板上?并求ab板在此位置被粒子打中区域的长度L.
如图所示,从一粒子源 O 发出质量相等的三种粒子,以相同的速度垂直射入匀强磁场中,结果分成了a、b、c 三束,下列说法正确的有(   )

图片_x0020_100008

A . a 粒子带正电,b 粒子不带电,c 粒子带负电 B . a 粒子带负电,b 粒子不带电,c 粒子带正电 C . a、c 的带电量的大小关系为 qa> qc D . a、c 的带电量的大小关系为 qa< qc
如图甲所示,以两虚线 M、N 为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的电场,M、N间电压UMN的变化图像如图乙所示,电压的最大值为 U0、周期为 T0;M、N 两侧为相同的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,t=0 时,将一带正电的粒子从边界线 M上的A处由静止释放,经电场加速后进入磁场,粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线 M、N间宽度很小,粒子在其间的运动时间不计,也不考虑粒子所受的重力。

图片_x0020_100022 图片_x0020_100023

  1. (1) 求该粒子的比荷
  2. (2) 求粒子第 1 次和第4次到达磁场区域Ⅰ的左边界线 N 的两位置间的距离Δd;
  3. (3) 若粒子的质量增加为 倍,电荷量不变,t=0时,将其在 A 处由静止释放,求 t=2T0 时粒子的速度。
霍尔元件是一种重要的磁传感器,可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c,以长方体三边为坐标轴建立坐标系 ,如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子,空穴可看作带正电荷的自由移动粒子,单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿 方向的恒定电流后,某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,沿 方向,于是在z方向上很快建立稳定电场,称其为霍尔电场,已知电场强度大小为E,沿 方向。

  1. (1) 判断刚加磁场瞬间自由电子受到的洛伦兹力方向;
  2. (2) 若自由电子定向移动在沿 方向上形成的电流为 ,求单个自由电子由于定向移动在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力大小
  3. (3) 霍尔电场建立后,自由电子与空穴在z方向定向移动的速率介别为 ,求 时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数,并说明两种载流子在z方向上形成的电流应满足的条件。
氢有三种同位素,氕、氘和氚,其中氘和氘是核聚变的燃料。现利用质谱仪将氘和氚分离。假设将速度可忽略的氘和氚粒子经过相同的加速电场加速后,从O处垂直直线边界进入匀强磁场中,经磁场偏转后分别射到荧光屏上P、Q两点,如图。已知氘和氚的比荷之比为k,求氘和氚射到荧光屏M上P、Q两点到O点的距离的比值。

在图甲所示虚线框内存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B。一群质量为m,带电量为q(q>0)的粒子从左侧边界中央S1处,以不同大小的初速度v0水平向右同时射入。图乙表示初速度不同的粒子对应的轨迹,图中S反映粒子运动空间周期性的参量。忽略粒子重力和粒子间的相互作用,可以推断(   )

A . 只有v0=的粒子能从S2射出 B . 只要虚线框的尺寸合适,粒子都能从S2射出 C . 若以v0=的粒子为参考系,则其他粒子都做匀速圆周运动,且半径都相同 D . 若以v0=的粒子为参考系,则其他粒子都做匀速圆周运动,且周期都相同
最近更新