带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 知识点题库

如图所示为圆柱形区域的横截面.在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时,穿过此区域的时间为t;若该区域加垂直该区域的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转了 ,根据上述条件可求得的物理量为(   )

A . 带电粒子的初速度 B . 带电粒子在磁场中运动的半径 C . 带电粒子在磁场中运动的周期 D . 带电粒子的比荷
在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点 A处以速度v沿﹣x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点C处沿+y方向飞出.请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷

如图所示,在半径为R的圆形区域内,有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,AC为圆的直径。一质量为m、电荷量为q的粒子从A点射入磁场区域,速度方向与AC夹角为 ,粒子最后从C点离开磁场。下列说法正确的是(     )

A . 该粒子带正电荷 B . 粒子速度大小为 C . 粒子速度大小为 D . 粒子在磁场中运动时间为
如图所示,在直角坐标系xOy的y>0空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻带电粒子a从坐标原点O沿x轴正向、带电粒子b从x轴上的Q点沿y轴正向进入磁场区域,经过一段时间两粒子同时到达y轴上的P点,且速度方向相反。下列关于a、b粒子的物理量,一定相等的是(   )

A . 质量 B . 电荷量 C . 速率 D . 比荷
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×1011 kg、电荷量q=+1.0×105 C,从静止开始经电压为U1=100 V的电场加速后,从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中,微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.0 cm的匀强磁场区域.微粒重力忽略不计.求:

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  1. (1) 带电微粒进入偏转电场时的速率v1
  2. (2) 偏转电场中两金属板间的电压U2
  3. (3) 为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?( =1.7)
如图,在xOy平面直角坐标系中,第一象限有一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,第二象限有一平行于x轴向右的匀强电场。一重力可忽略不计的带电粒子,质量为m,带电荷量为q,该粒子从横轴上x=-d处以大小为v0的速度平行于y轴正方向射入匀强电场,从纵轴上y=2d处射出匀强电场。

  1. (1) 求电场强度的大小;
  2. (2) 已知磁感应强度大小 ,求带电粒子从x轴射出磁场时的坐标。
如图所示,带电量为q(q为正电荷)的粒子质量为m,O、A两点长度为d且连线与x轴正方向为30°,不计粒子重力。

  1. (1) 若在y轴右侧加上平行于y轴的匀强电场E时,粒子以初速度v0沿x轴正方向从O点射出且恰好经过A点,求:电场强度E的大小和方向;
  2. (2) 若去掉电场,在坐标系空间内加上垂直纸面的匀强磁场B,粒子仍以初速度v0沿x轴负方向从O点射出且也恰好经过A点,求:磁感应强度B的大小和方向以及粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间。
某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为矩形 、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,探测板 平行于 水平放置,能沿竖直方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计、间距相等的离子束中的离子均以相同速度持续从边界 水平射入磁场,b束中的离子在磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界 竖直向下射出,并打在探测板的右边缘D点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为N,离子束间的距离均为 ,探测板 的宽度为 ,离子质量均为m、电荷量均为q,不计重力及离子间的相互作用。

  1. (1) 求离子速度v的大小及c束中的离子射出磁场边界 时与H点的距离s;
  2. (2) 求探测到三束离子时探测板与边界 的最大距离
  3. (3) 若打到探测板上的离子被全部吸收,求离子束对探测板的平均作用力的竖直分量F与板到 距离L的关系。
如图所示,在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在x轴负半轴上有一接收屏GD,GD=2OD=d,现有一带电粒子(不计重力)从y轴上的A点,以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场,恰好垂直OC射出,并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场,粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收,已知OC与x轴的夹角为37°,OA= ,求:

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  1. (1) 粒子的电性及比荷
  2. (2) 第四象限内匀强磁场的磁感应强度B′的大小;
  3. (3) 第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。
跑道式回旋加速器的工作原理如图所示。两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的边界平行,相距为L,磁感应强度大小相等、方向垂直纸面向里。P、Q之间存在匀强加速电场,电场强度为E,方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为+q的粒子从P飘入电场,多次经过电场加速和磁场偏转后,从位于边界上的出射口K引出,引出时的动能为EK。已知K、Q的距离为d。

  1. (1) 求粒子出射前经过加速电场的次数N;
  2. (2) 求磁场的磁感应强度大小B;
  3. (3) 如果在Δt时间内有一束该种粒子从P点连续飘入电场,粒子在射出K之前都未相互碰撞,求Δt的范围。
如图,在xOy平面内,y轴与x=nL(n未知)的直线MN之间存在两匀强磁场,磁感应强度大小相同、方向相反。x轴为两磁场的分界线;在第II象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m,电荷为q(q>0)的粒子从x轴上的A(-L,0)点以大小为v0的初速度沿y轴正方向射入电场,一段时间后,该粒子从y轴上的P(0,2L)点进入磁场。已知磁感应强度大小为 ,不计粒子的重力。

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  1. (1) 求电场的场强大小;
  2. (2) 若粒子能通过x轴进入第IV象限的磁场中,求粒子第一次经过x轴时的横坐标;
  3. (3) 若粒子能垂直MN离开磁场,求n的可能值。
如图所示,用绝缘细线悬挂的摆球带正电,悬挂于O点,摆长为l,当它摆过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场,磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里,A、B点分别是最大位移处,细线姶终拉紧,摆球可视为质点,不计空气阻力,下列说法中正确是(   )

A . A点高于B点 B . 单摆的振动周期仍为 C . 摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等 D . 单摆向右或向左摆过D点时,线上的拉力大小相等
如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的足够长感光板。从圆形磁场最高点P以大小为 的速度垂直磁场沿各方向射入大量带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力及粒子的重力,关于这些粒子的运动,以下说法正确的是(  )

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A . 射出磁场的粒子不能垂直打在MN上 B . 粒子在磁场中运动的圆弧轨迹不可能过圆心O C . 射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线不可能过圆心O D . 射出磁场的粒子的速度方向都是相互平行的
如图所示,A粒子和B粒子先后以同样大小的速度从宽度为d、方向垂直纸面向外有界匀强磁场的边界上的O点分别以与边界成37°和53°方向射入磁场 ,又都恰好垂直另一边界飞出,若粒子重力不计,则下列说法中正确的是(   )

A . A,B两粒子均带正电 B . A,B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是4:3 C . A,B两粒子比荷之比是4:3 D . A,B两粒子在磁场中做圆周运动的时间之比是53:37
如图所示,在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M射入磁场,速度方向与y轴正方向的夹角θ= 30°。粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂直穿过x轴。已知OM =d,粒子电荷量为q,质量为m,重力不计。则(   )

A . 粒子带正电荷 B . 粒子速度大小为 C . N与O点相距 D . 粒子在磁场中运动的时间为
在如图所示的直角坐标系中,第一象限有平行于该平面的匀强电场,方向沿y轴负方向,第二、三、四象限有垂直于坐标平面向外的匀强磁场。现有带电粒子(重力不计)从y轴上的A点以速度垂直进入电场,粒子从x轴上的C点进入磁场,然后垂直于y轴向右穿出磁场。已知A点坐标为(0,a),C点坐标为(2a,0),求:

  1. (1) 粒子到达C点时的速度大小及方向;
  2. (2) 粒子第一次在磁场中运动的时间。
如图所示,在平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场,速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂直穿过x正半轴。已知 , 粒子电荷量为q,质量为m,重力不计。则(   )

A . 粒子带正电荷 B . 粒子速度大小为 C . 粒子在磁场中运动的时间为 D . N与O点相距
如图所示,圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是(   )

A . a、b、c均带正电 B . a粒子在磁场中运动时间最长 C . a粒子动能最大 D . 它们做圆周运动的周期
如图所示,仅在第一象限存在垂直平面的匀强磁场中,方向未知。一个质量为m、电荷量为-q(q>0)、不计重力的带电粒子从x轴上的A点以速度v沿与x轴成60°的方向射入匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OA=a,不计重力。下列说法正确的是(   )

A . 匀强磁场方向垂直平面向里 B . 改变粒子的电性,粒子在磁场中运动的时间将变小 C . 粒子速度变为 , 方向不变,粒子将能够到达O点 D . 该匀强磁场的磁感应强度
如图所示,在x轴的上方有方向向下的匀强电场,在x轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一带正电的粒子(不计重力)在电场中P点以v0的初速度平行于x轴正方向射出,一段时间后进入磁场,然后又从磁场中射出。若粒子第一次从进入磁场到离开磁场的距离为d,在磁场中运动的时间为t。则以下判定正确的是(   )

A . v0越大,粒子在磁场中运动的时间t越短 B . v0越大,粒子在磁场中运动的时间t越长 C . v0越大,粒子在磁场中运动的距离d越长 D . 粒子在磁场中运动的距离d与v0大小无关
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