双边有界磁场 知识点题库

如图,一重力不计、带电量为q的正电荷以速度V垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场,从进入到穿出过程中,下列说法正确的是(       )

A . 该电荷始终不受磁场力作用 B . 该电荷受到磁场力作用,方向与V相同 C . 该电荷受到磁场力作用,方向与V垂直 D . 该电荷将匀速穿过磁场
两个电荷量分别为q和-q的带电粒子分别以速度vavb射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d , 两粒子同时由A点出发,同时到达B点,如图所示,则(  )

A . a粒子带正电,b粒子带负电 B . 两粒子的轨道半径之比RaRb∶1 C . 两粒子的质量之比mamb=1∶2 D . 两粒子的速度之比vavb=1∶2
如图所示,虚线框内为一长方形区域,内有匀强磁场,一束质子以不同的速度从O点垂直磁场方向射入后,分别从a、b、c、d四点射出.比较它们在磁场的运动时间是(    )

A . B . C . D .
如图所示,匀强磁场中有一个带电量为q的离子自a点沿箭头方向运动.当它运动到b点时,突然吸收了附近的若干个电子 (电子质量不计) 其速度大小不变, 接着沿另一圆轨道运动到与ab在一条直线上的c点.已知,电子电量为e , .由此可知,离子吸收的电子个数为  (   )

A . B . C . D .

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,一个带正电的物体,从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为v,若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场,则物体沿斜面滑到底端时的速度(     )

A . 变大 B . 变小 C . 不变 D . 不能确定
一电子在匀强磁场中,以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行.磁场方向垂直于它的运动平面,电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的3倍,电子电荷量为e , 质量为m , 磁感应强度为B , 那么电子运动的角速度可能为(  )

A . B . C . D .
如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B , 宽度为d的匀强磁场中,穿透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,穿透磁场的时间是

如图所示,两个横截面分别为圆和正方形,但磁感应强度均相同的匀强磁场,圆的直径D等于正方形的边长,两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直,进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心,进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的,则(  )

A . 两个电子在磁场中运动的半径一定相同 B . 两电子在磁场中运动的时间有可能相同 C . 进入正方形区域的电子一定先飞离磁场 D . 进入圆形区域的电子一定不会飞离磁场
如图所示,一宽40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域,取它刚进入磁场的时刻t=0,设逆时针方向为正. 在下列图线中,正确反映感应电流随时间变化规律的是(   )

A . B . C . D .

如图所示,将某正粒子放射源置于原点O,其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q.在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场,方向与y轴正向相同,在d<y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场,方向垂直于xoy平面向里.粒子离开电场上边缘y=d时,能够到达的最右侧的位置为(1.5d,d).最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,求:

  1. (1) 电场强度E;

  2. (2) 磁感应强度B;

  3. (3) 粒子在磁场中运动的最长时间.

如图所示,一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限.求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度B?

  2. (2) 射出点的坐标.

如图所示,宽d=2cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内。现有一群带正电的粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm,则(   )

A . 右边界:-4cm≤y<4cm的范围内有粒子射出 B . 右边界:y>4cm和y<-4cm的范围内有粒子射出 C . 左边界:y>8cm的范围内有粒子射出 D . 左边界:0<y≤8cm的范围内有粒子射出
如图所示,在 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 .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 . 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为 B . 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间小于 C . 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为 D . 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间小于
如图所示,M、N为竖直放置的平行金属板,两板间所加电压为U0S1、S2为板上正对的小孔。金属板PQ水平放置在N板右侧,关于小孔S1、S2所在直线对称,两板的长度和两板间的距离均为l;距金属板PQ右边缘l处有一荧光屏,荧光屏垂直于金属板PQ;取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间。电子的质量为m , 电荷量为e , 初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。

  1. (1) 求电子到达小孔S2时的速度大小v
  2. (2) 若板PQ间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场,电子刚好经过P板的右边缘后,打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x
  3. (3) 若金属板PQ间只存在电场,PQ两板间电压u随时间t的变化关系如图所示,单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线。忽略电场变化产生的磁场;可以认为每个电子在板PQ间运动过程中,两板间的电压恒定。求在2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n
如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×108 kg、电量为q=1.0×106 C的带电粒子。从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30 cm,(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

  1. (1) 带电粒子到达P点时速度v的大小;
  2. (2) 若磁感应强度B=2.0 T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;
如图所示,在xoy平面内的坐标原点处,有一个粒子源,某一时刻以同一速率v发射大量带正电的同种粒子,速度方向均在xoy平面内,且对称分布在x轴两侧的30°角的范围内。在直线x=a与x=2a之间包括边界存在匀强磁场,方向垂直于xoy平面向外,已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为2a。不计粒子重力及粒子间的相互作用力,下列说法正确的是(   )

A . 最先进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为 B . 最先进入和最后进入磁场中的粒子在磁场中运动的时间都相等 C . 最后从磁场中射出的粒子在磁场中运动的时间为 D . 最后从磁场中射出的粒子出场的位置坐标为
如图所示,条形区域I存在垂直纸面向里的匀强磁场,交界右侧条形区域Ⅱ存在水平向左的匀强电场,电场强度为E,磁场和电场的宽度均为L且足够长。在区域左右两边界处分别放置涂有荧光物质的竖直板M、N。粒子源从A处连续不断的发射带负电的粒子,入射方向斜向上方均与M板成60°夹角且与纸面平行,粒子束由速度大小为v和3v的两种速度的同种粒子组成.已知粒子质量为m,电量为q,不计粒子的重力和相互作用。当I区域中磁场较强时,M板出现两个亮斑,缓慢减弱磁场:

  1. (1) 当M板上仅有一个亮斑时,求磁感应强度B的取值范围;
  2. (2) 当M板上的两个亮斑刚好相继消失、N板上有两个亮斑时,速度为v的粒子穿过两场后留在N板上的亮斑与粒子源A在N板上正对的点A′之间的距离d;
  3. (3) 在(2)问的情况下,求速度为3v的粒子在电场中运动的位移的大小。
如图所示,在平面直角坐标系 中,虚线 垂直于x轴,交点为N,在第一、四象限内,y轴与虚线 之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,P点位于x轴上, 。在P点有一粒子源,可连续释放不同速率 的带正电的粒子,速度的方向均垂直于磁场,且与x轴正方向成 角斜向上,粒子的比荷 ,已知磁感应强度 ,不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。求:

  1. (1) 打到y轴上的粒子速率的取值范围;
  2. (2) 打到y轴上的粒子在磁场内运动的最大时间差。
菜同学设计如图所示的粒子约束装置,空间存在三个同心圆a、b、 c围成的区城,O为圆心,a的半径为 , b的半径为。 a与b之间存在沿径向向外的辐射状电场,a与b之间电压U=500V。 b与c之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T。在圆a上的P点有一比荷为带负电的粒子,沿OP方向以速率开始运动,粒子不穿出约束装置c边界。不计粒子的重力,可能用到的三角函数∶  , 求∶

  1. (1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径r1
  2. (2) 粒子在一个周期内运动的路程s;
  3. (3) 若在P点无初速释放比荷为的带正电的粒子,且a与b之间电压调整为U=297V。粒子从P点开始运动(记作第一次经过P点)到第二次经过P点的过程中,粒子在磁场中运动的总时间t。
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