单边有界磁场 知识点题库

一匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为v,方向沿x轴正方向。后来,粒子经过y轴上的P点,如图所示。不计重力的影响。粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的   (   )

A . 只有箭头a、b是可能的 B . 只有箭头b、c是可能的 C . 只有箭头c是可能的 D . 箭头a、b、c、d都是可能的
在图中,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将(  )

A . 沿路径a运动,轨迹是圆 B . 沿路径a运动,轨迹半径越来越大 C . 沿路径a运动,轨迹半径越来越小 D . 沿路径b运动,轨迹半径越来越小
如图所示,水平导线中通有稳恒电流I , 导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同,其后电子将(   )

A . 沿路径a运动,轨迹是圆 B . 沿路径a运动,曲率半径变小 C . 沿路径a运动,曲率半径变大 D . 沿路径b运动,曲率半径变小

如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔。一质量为m,电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。

  1. (1) 求极板间电场强度的大小;

  2. (2) 若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁感应强度的大小;

  3. (3) 若Ⅰ区,Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv/qD,4mv/qD,粒子运动一段时间后再次经过H点,求这段时间粒子运动的路程。

如图所示,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将(  )

A . 沿路径a运动,轨迹是圆 B . 沿路径a运动,轨迹半径越来越大 C . 沿路径a运动,轨迹半径越来越小 D . 沿路径b运动,轨迹半径越来越小
在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力),从O点以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成θ角,则正、负粒子在磁场中(   )

A . 运动时间相同 B . 运动轨迹的半径相同 C . 重新回到边界时速度大小和方向相同 D . 重新回到边界时与O点的距离相同

如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板上方有一磁感应强度为B的匀强磁场.电荷量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,从M点进入磁场后做匀速圆周运动,从N点离开磁场.忽略重力的影响.

  1. (1) 求匀强电场场强E的大小;

  2. (2) 求粒子从电场射出时速度ν的大小;

  3. (3) 求M、N两点间距L的大小;保持粒子不变,请你说出一种增大间距L的方法.

如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)

  1. (1) 粒子运动的时间;

  2. (2) 粒子与O点间的距离.

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,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).

如图甲所示,在y轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=1T.从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷 =1×104C/kg的带正电的粒子(重力不计),速度大小ν0=103m/s,方向垂直于磁场且与x轴正方向成30°角.

  1. (1) 求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径R和在该磁场中运动的时间t1
  2. (2) 若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向), s后空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的速度ν0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标.
在x轴上方存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个质量为m、电量为+q的粒子,不考虑其重力.下列说法正确的是(   )

A . 粒子在磁场中运动的角速度为 B . 粒子在磁场中运动的时间为 C . 粒子在磁场中运动的时间一定大于 D . 粒子离开磁场的位置距O点的距离为 sinθ
如图所示,质量为m、电荷量为+q的粒子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度几乎为零,粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动,随后离开磁场,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

  1. (1) 求粒子在磁场中运动的速度大小v;
  2. (2) 求加速电场的电压U;
如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d =0.10 m,a、b间的电场强度为E=5.0×105 N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=0.6 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25 kg、电荷量为q=1.6×10-18 C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0=1.0×106 m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求:

  1. (1) 判断a、b两板间电场强度的方向;
  2. (2) 求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角θ;
  3. (3) 求P、Q之间的距离L(结果可保留根号).
如图所示,x轴上方有垂直纸面向里且足够大的匀强磁场。两个质量、电荷量均相同的带电离子(不计重力),分别带正、负电荷,以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴正方向夹角均为θ,则正、负离子在磁场中(     )

图片_x0020_100011

A . 运动时间相同 B . 运动的轨道半径相同 C . 重新回到x轴时速度方向相反 D . 重新回到x轴时距O点的距离相等
如图所示,空间有垂直纸面向里的匀强磁场,氢元素的同位素氘核(一个质子,一个中子)和二价氦核(二个质子,二个中子)都从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中,人射方向与边界成相同的角,则氘离子和二价氦离子在磁场中 (   )

图片_x0020_100022

A . 运动轨迹的半径相同 B . 重新回到边界所用时间相同 C . 重新回到边界时的动能相同 D . 重新回到边界时与O点的距离相等
如图所示,直线MN是一匀强磁场的边界,三个相同的带正电粒子分别沿图示1、2、3三个方向以相同的速率从O点射入磁场,沿箭头1、3两个方向的粒子分别经t1、t3时间均从p点离开磁场,沿箭头2方向(垂直于MN)的粒子经t2时间从q点离开磁场,p是Oq的中点,则t1、t2、t3之比为(  )

A . 1:2:3 B . 2:3:4 C . 1:3:5 D . 2:3:10
如图,水平虚线 上方区域内有方向竖直向下的匀强电场,电场强度的大小为E。竖直挡板 右侧和水平虚线ef下方区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,挡板上边缘M点在虚线f上。一比荷为k的带正电的粒子A自电场中P点以大小为 的速度水平向右发射,恰好从挡板的上边缘M点处射入磁场,射入磁场时的速度方向与 的夹角为 ,粒子A打在挡板上的位置离M点的距离为L,粒子打到挡板上即被吸收,不计粒子重力。

  1. (1) 求粒子A发射的位置P到M点的距离;
  2. (2) 求匀强磁场的磁感应强度大小;
  3. (3) 若另一带正电的不同种类的粒子B自电场中P点以大小为 的速度水平向右发射,它恰好也从M点处射入磁场并打在挡板上,求挡板的最短长度。
如图所示,虚线上方存在垂直纸面的匀强磁场(具体方向未知),磁感应强度大小为B,一比荷为k的带负电粒子由虚线上的M点垂直磁场射入,经过一段时间该粒子经过N点(图中未画出),速度方向与虚线平行向右,忽略粒子的重力。则下列说法正确的是(   )

A . 磁场的方向垂直纸面向外 B . 粒子由M运动到N的时间为 C . 如果N点到虚线的距离为L,则粒子在磁场中圆周运动半径为2L D . 如果N点到虚线的距离为L,则粒子射入磁场的速度大小为kBL
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