双边有界磁场 知识点题库

带电粒子在匀强磁场中运动,由于受到阻力作用,粒子的动能逐渐减小(带电荷量不变,重力忽略不计),轨道如图中曲线abc所示.则该粒子(   )

A . 带负电,运动方向a→b→c B . 带负电,运动方向c→b→a C . 带正电,运动方向a→b→c D . 带正电,运动方向c→b→a
两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中。设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则(    )

A . r1=r2 , T1≠T2 B . r1≠r2 , T1≠T2 C . r1=r2 , T1=T2 D . r1≠r2 , T1=T2
有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是(    )

A . 氘核 B . 氚核 C . 电子 D . 质子

两个电荷量分别为q和-q的带电粒子分别以速度Va和Vb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Ra∶Rb=∶1 C . 两粒子的质量之比ma∶mb=1∶2 D . 两粒子的速度之比Va∶Vb=1∶2
两个粒子电荷量相同,在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动(  )

A . 若速率相等,则半径必相等 B . 若动能相等,则周期必相等 C . 若质量相等,则周期必相等 D . 若质量相等,则半径必相等
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

如图所示,质量为m带电量为+q的带电粒子(不计重力),从左极板处由静止开始经电压为U的加速电场加速后,经小孔O1进入宽为L的场区,再经宽为 L的无场区打到荧光屏上.O2是荧光屏的中心,连线O1O2与荧光屏垂直.第一次在宽为L整个区域加入电场强度大小为E、方向垂直O1O2竖直向下的匀强电场;第二次在宽为L区域加入宽度均为 L的匀强磁场,磁感应强度大小相同、方向垂直纸面且相反.两种情况下带电粒子打到荧光屏的同一点.求:

  1. (1) 带电粒子刚出小孔O1时的速度大小;

  2. (2) 加匀强电场时,带电粒子打到荧光屏上的点到O2的距离d;

  3. (3) 左右两部分磁场的方向和磁感应强度B的大小.

如图所示,一矩形区域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以某一初速度,垂直磁场向里射入一带正电的粒子.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.

  1. (1) 若粒子垂直ad边射入恰好能从a点离开磁场,求初速度v1

  2. (2) 若此正粒子方向如图与ad边夹角为θ=30°射入磁场(v2大小未知),恰好在磁场内经过下边界cd边缘,最终从ab边上某点射出磁场,求这种情况下粒子在磁场中运动的时间t.

如图所示,有一对平行金属板,板间加有恒定电压;两板间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0 , 方向垂直于纸面向里.金属板右下方以MN、PQ为上、下边界,MP为左边界的区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场宽度为d,MN与下极板等高,MP与金属板右端在同一竖直线上.一电荷量为q、质量为m的正离子,以初速度v0沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间,不计离子的重力.

  1. (1) 已知离子恰好做匀速直线运动,求金属板间电场强度的大小;

  2. (2) 若撤去板间磁场B0 , 已知离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场,方向与水平方向成30°角,求A点离下极板的高度;

  3. (3) 在(2)的情形中,为了使离子进入磁场运动后从边界MP的P点射出,磁场的磁感应强度B应为多大?

一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角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.求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标.

如图所示,两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,经磁场偏转后两粒子都经过B点,AB连线与磁场边界垂直,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Ra:Rb= :1 C . 两粒子所带电荷量之比qa:qb= :1 D . 两粒子的运动时间之比ta:tb=2:
如图所示,两个相同的带电粒子,不计重力,同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔中,空腔中有垂直纸面向里的匀强磁场,两粒子的运动轨迹分别为a和b,则两粒子的速率和在空腔中运动的时间的关系是(  )

A . va=vb , ta<tb B . va>vb , ta>tb C . va>vb , ta<tb D . va<vb , ta=tb
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,穿出磁场时的速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是,穿过磁场的时间是


空间中有一直角坐标系,其第一象限中在圆心为O1、半径为R、边界与x轴和y轴相切的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B,第二象限中存在方向竖直向下的匀强电场.现有一群质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从圆形区域边界与x轴的切点A处沿纸面上的不同方向射入磁场中,如图所示.已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均为R,其中沿AO1方向射入的粒子恰好到达x轴上与O点距离为2R的N点.不计粒子的重力和它们之间的相互作用.求:

  1. (1) 粒子射入磁场时的速度大小及电场强度的大小;
  2. (2) 速度方向与AO1夹角为60°(斜向右上方)的粒子到达x轴所用的时间.
如图所示,一电荷量为q的带电粒子,以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,射出磁场时的速度方向与原来粒子的入射方向的夹角θ=60°,求:

  1. (1) 带电粒子在磁场中运动的轨道半径r;
  2. (2) 带电粒子的电性和质量m;
  3. (3) 带电粒子穿过磁场的时间t。
如图所示,在0≤x≤a的区域I内有垂直于纸面向里的匀强磁场.在x>a的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B0。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子沿x轴从原点O射入磁场。当粒子射入速度不大于v0时,粒子在进场中运动的时间都相同,求:

  1. (1) 速度v0的大小;
  2. (2) 若粒子射入磁场的速度大小为 v0 , 其轨迹与x抽交点的横坐标;
  3. (3) 调节区域II磁场的磁感强度为λB0 , 使粒子以速度nv0(n>1)从O点沿x轴射入时,粒子均从O点射出磁场,n与λ满足的关系。
长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B , 板间距离也为L , 板不带电,现有质量为m , 电量为q的带正电粒子 不计重力 ,从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,对于粒子的速度有什么要求?

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a(a,0)点以速度v,沿与x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:

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  1. (1) 判断粒子的电性;
  2. (2) 匀强磁场的磁感应强度B。
  3. (3) 带电粒子在磁场中的运动时间是多少?
如图所示,某仪器用电场和磁场来控制粒子在材料表面上方的运动,材料表面上方矩形区域 充满竖直向下的匀强电场,电场的宽度d=0.5m;矩形区域 充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,磁场的宽度s=0.8m; 为磁场与电场之间的薄隔离层。一带负电的粒子(不计重力)比荷为 ,该粒子从P点由静止被电场加速,经隔离层垂直进入磁场。粒子每次穿越隔离层,运动方向不变,动能变为穿越前动能的64%。已知粒子第一次进入磁场区域恰好未从 穿出,粒子第3次穿越隔离层后垂直磁场边界 飞出。求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 磁场区域的长度L;
  3. (3) 粒子运动的总时间t(取 ,计算结果保留三位有效数字)。
如图,在直角坐标平面的轴与直线之间有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ,在坐标原点处有一粒子源,在坐标平面内沿与y轴正方向成的夹角向磁场内射入大量质量为、电荷量为的带正电粒子,这些粒子的速度v满足未知),这些粒子第一次在磁场中运动的最长时间为 , 最短时间为 , 不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

  1. (1) 求匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小;
  2. (2) 求粒子射入磁场Ⅰ的最大速度
  3. (3) 若在直线与直线之间有沿x轴负方向的匀强电场,要使所有粒子不能从直线射出电场,求电场强度的最小值;若直线与直线之间有垂直坐标平面向里的匀强磁场Ⅱ,磁场Ⅱ的磁感应强度与磁场Ⅰ的磁感应强度大小相等,求在直线上有粒子射出区域的长度。
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