双边有界磁场 知识点题库

匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t,若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的  (    )

A . 轨迹为Pb,至屏幕的时间将小于t B . 轨迹为Pc,至屏幕的时间将大于t C . 轨迹为Pb,至屏幕的时间将等于t D . 轨迹为Pa,至屏幕的时间将大于t

长方体金属块放在匀强磁场中,有电流通过金属块,如图所示,则下面关于金属块上下表面电势高低的说法中,正确的是(     )

A . 金属块上、下表面电势相等 B . 金属块上表面电势高于下表面电势 C . 金属块上表面电势低于下表面电势 D . 无法比较上、下表面的电势高低
如果一带电粒子匀速进入一个磁场,除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中可能做(  )

A . 匀速运动 B . 平抛运动 C . 匀加速直线运动 D . 变速曲线运动
用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的16倍,原则上可以采用下列哪几种方法(  )

A . 将其磁感应强度增大为原来的8倍 B . 将其磁感应强度增大为原来的4倍 C . 将D形盒的半径增大为原来的2倍 D . 将D形盒的半径增大为原来的16倍
质谱仪的构造如图所示,离子从离子源出来经过板间电压为U的加速电场后进入磁感应强度为B的匀强磁场中,沿着半圆周运动到达记录它的照相底片上,测得图中PQ的距离为L , 则该粒子的比荷 为多大?



如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1 m.间距d=  m,两金属板间电压UMN=1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1 , 三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2.已知A、F、G处于同一直线上,B、C、H也处于同一直线上.AF两点的距离为  m.现从平行金属板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×10-10 kg,带电荷量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s.

  1. (1) 求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向;

  2. (2) 若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1

  3. (3) 若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件.

如图所示,在0≤x≤ a,0≤y≤a的长方形区域有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),它们的速度方向均在xoy平面内的第一象限,且与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内,速度大小不同,且满足 ≤v≤ ,已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则下列说法正确的是(   )

A . 所有粒子在磁场中运动经历最长的时间为 B . 所有粒子在磁场中运动经历最长的时间小于 C . 从磁场上边界飞出的粒子经历最短的时间小于 D . 从磁场上边界飞出的粒子经历最短的时间为
如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间是多少?

如图,在x>0的空间中,存在沿x轴方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;在x<0的空间中,存在垂直xy平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,一带负电的粒子(比荷 =160C/kg),在x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力.求:

  1. (1) 带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小和方向;

  2. (2) 带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;

  3. (3) 带电粒子运动的周期.

如图所示,相距为d、板间电压为U0的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场:Op和x轴的夹角α=450 , 在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,Pox区域内有沿着x轴正方向的匀强电场,场强大小为E:一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行与金属板、垂直磁场方向射入板间并做匀速直线运动,从坐标为(0,L)的a点垂直y轴进入磁场区域,从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场,不计离子的重力,求:

  1. (1) 离子在平行金属板间的运动速度v0

  2. (2) Poy区域内匀强磁场的磁感应强度B;

  3. (3) 离子打在x轴上对应点的坐标.

如图所示,一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°,求电子的质量和穿越磁场的时间.

如图,一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ= 30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,求:

  1. (1) 粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.
  2. (2) 如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间.
如图所示直角坐标系中的第I象限存在沿轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一个电量为q、质量为m的正离子(不计重力),在x轴上x=2L的a点以速度v0=10m/s射入磁场,然后从y轴上y=L的b点垂直于y轴方向进入电场偏转后经过轴上x=2L的c点离开电场,已知正离子的比荷 =50C/kg,L=2m求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 磁感应强度B的大小。
如图甲所示,两金属板M、N水平放置组成平行板电容器,在M板中央开有小孔O,再将两个相同的绝缘弹性挡板P、Q对称地放置在M板上方,且与M板夹角均为60°,两挡板的下端在小孔O左右两侧。现在电容器两极板间加电压大小为U的直流电压,在M板上方加上如图乙所示的、垂直纸面的交变磁场,以方向垂直纸面向里为磁感应强度的正值,其值为B0 , 磁感应强度为负值时大小为Bx , 但Bx未知。现有一质量为m、电荷量为+q、不计重力的带电粒子,从N金属板中央A点由静止释放,t=0时刻,粒子刚好从小孔O进入上方磁场中,在t1时刻粒子第一次撞到左挡板P上,紧接着在t1+t2时刻粒子撞到了右挡板Q上,然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间,接着再返回磁场做前面所述的运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变,沿板面的分速度不变,垂直于板面的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响。求:

  1. (1) 粒子第一次到达挡板P时的速度大小。
  2. (2) 图乙中磁感应强度Bx的大小。
  3. (3) 两金属板M和N之间的距离d。
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,直线边界OM与ON之间的夹角为30°,相交于O点。OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。ON上有一粒子源S,S到O点的距离为d。某一时刻,粒子源S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子,已知粒子的带电量为q,质量为m,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,所有粒子的初速度大小均为v, 。则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为(   )

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A . B . C . D .
如图所示,在xOy平面的第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,该磁场横截面是圆心为C的四分之一圆CPQ,且与x、y轴相切于Q、P两点。现有大量相同带电粒子以相同的速度v沿x轴正方向在0<y< 范围内进入第一象限,经磁场偏转后均从Q点射出。已知磁场截面的半径为R,磁感应强度大小为B,不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用,则下列说法正确的是(   )

A . 粒子带正电 B . 粒子带负电 C . 粒子的比荷为 D . 粒子的比荷为
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上的M点以速度 垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子的重力,求:

  1. (1) P点到坐标原点O的距离y;
  2. (2) 匀强电场的场强E。
如图所示,一个质量为m、电荷量为 的带负电的粒子(粒子的重力不计),带电粒子从x轴正方向上的P点以速度v沿与x轴成 的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于 轴正方向射出第一象限。已知 ,则带点粒子在磁场中做匀速圆周的半径r及匀强磁场的磁感应强度B的大小分别为(   )


A . B . C . D .
如图所示,空间存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在0<y<d的区域Ⅰ内的磁感应强度大小为B,在y>d的区域Ⅱ内的磁感应强度大小为2B。一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以速度从O点沿y轴正方向射入区域Ⅰ。不计粒子重力。

  1. (1) 求粒子在区域Ⅰ中运动的轨道半径;
  2. (2) 若粒子射入区域Ⅰ时的速度为v= , 求粒子打在x轴上的位置坐标,并求出此过程中带电粒子运动的时间。
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