双边有界磁场 知识点题库

如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(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相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为(  )

A . B . C . D .
如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(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相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于 ( T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为(  )

A . B . C . D .

真空中两根长直金属导线平行放置,其中只有一根导线中通有方向未知的恒定电流,一电子从P点射入两导线之间的区域,初速度方向在两导线所确定的平面内,如图所示,今用某种方法记录到电子运动轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示,由此判断两导线的通电情况是( )

A . ab导线中通有从a到b方向的电流 B . ab导线中通有从b到a方向的电流 C . cd导线中通有从c到d方向的电流 D . cd导线中通有从d到c方向的电流
三个速度大小不同而质量相同的一价离子,从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场,它们从下边缘飞出时的速度方向见图。以下判断正确的是  (    )

A . 三个离子均带负电   B . 三个离子均带正电 C . 离子1在磁场中运动的轨道半径最大 D . 离子3在磁场中运动的时间最长

如图所示,是三个从O点同时发出的正、负电子的运动轨迹,匀强磁场的方向垂直纸面向里,可以判定

A . a、b是正电子,c是负电子,a、b、c同时回到O点 B . a、b是负电子,c是正电子,a首先回到O点 C . a、b是负电子,c是正电子,b首先回到O点 D . a、b是负电子,c是正电子,a、b、c同时回到O点
回旋加速器D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U , 静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R , 磁场的磁感应强度为B , 质子质量为m.求:

  1. (1) 质子最初进入D形盒的动能多大?

  2. (2) 质子经回旋加速器最后得到的动能多大?

  3. (3) 交流电源的频率是什么?

如图所示,一带电粒子质量为m,电量为q(不计重力),以某一速度垂直射入磁感应强度B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°.求:

  1. (1) 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时的速度大小;

  2. (2) 带电粒子穿过磁场区域的时间为多少?

如左图所示,一带电粒子以水平速度v0 (v0 )先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,已知电场方向竖直向下,两个区域的宽度相同且紧邻在一起,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中,(其所受重力忽略不计),电场和磁场对粒子所做的功为W1;若把电场和磁场正交重叠,如图所示,粒子仍以初速度v0穿过重叠场区,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中,电场和磁场对粒子所做的总功为W2 , 比较W1和W2 , 则(   )

A . 一定是W1>W2 B . 一定是W1=W2 C . 一定是W1<W2 D . 可能是W1<W2 , 也可能是W1>W2
一个质量为m,电荷量为q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(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.求匀强磁场的磁感应强度B和穿过第一象限的时间.

如图所示边长为L的正方形abcd内有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一束速率不同的带正电粒子从左边界ad中点P垂直射入磁场,速度方向与ad边夹角θ=30°,已知粒子质量为m、电荷量为q,粒子间的相互作用和粒子重力不计.则(   )

A . 粒子在磁场中运动的最长时间为 B . 粒子在磁场中运动的最短时间为 C . 上边界ab上有粒子到达的区域长为(1﹣ )L D . 下边界cd上有粒子到达的位置离c点的最短距离为

如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ,从右边界射出时速度方向偏转了θ角,该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了2θ角.已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2 , 则B1与B2的比值为( )

A . 2cosθ B . sinθ C . cosθ D . tanθ
光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向上范围足够大的匀强磁场,虚线框abcd内(包括边界)存在平行于桌面的匀强电场,如图所示,一带电小球从d处静止开始运动,运动到b处时速度方向与电场边界ab平行,通过磁场作用又回到d点,已知bc=2ab=2L,磁感应强度为B,小球的质量为m,电荷量为q.则正确的是(   )

A . 小球带正电 B . 小球从d到b做匀变速曲线运动 C . 小球在虚线框外运动的速度大小为v= D . 小球在b点时的加速度大小为a=
如图所示为电视机显像管的简化原理图,现有质量为m、电荷量为e、初速度不计的电子经加速电场加速后,垂直于磁场射入宽度为L的有界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为B,若电子束的偏转角为θ,求:加速电场的电势差U为多大?

如图所示,在一平面正方形MNPQ区域内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从Q点沿着与边QP夹角为30°的方向垂直进入磁场,从QP边界射出.已知QP边长为a,不计粒子的重力,下列说法正确的是(   )

A . 该粒子带正电 B . 运动过程中粒子的速度不变 C . 粒子在磁场中运动的时间为 D . 粒子的速度v的最大值为
如图所示,两平行板AB之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,两板之间距离及板长均为d.一质子以速度v0从A板中点O垂直A板射入磁场,为使质子能从两板间射出,试求磁感应强度大小的范围.(已知质子的电荷量为e,质量为m)

如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B , 宽度为d , 边界为CDEF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m , 电荷量为e , 为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求:

  1. (1) 电子的速率v0至少多大?
  2. (2) 若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,某实验小组利用质谱仪分析某气体原子的组成,让该中性气体分子进入电离室A,在那里被电离成电子和+1价的正离子,这些离子从电离室缝S1飘出(初速度不计),分2次分别进入电场方向相反的加速电场被加速,然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场,观察发现一部分粒子打在底片上的P点。已知缝S2与P之间的距离为x1=2.0cm,另外一部分粒子打在底片上的Q点,已知缝S2与Q点间在沿S2P方向上距离为x2=6.4cm,磁场宽度为d=30cm,质子的质量为mp , 假设中子的质量mn=mp , 且约为电子质量me的1800倍,即mn=mp=1800me . 则:

  1. (1) 正离子质量与电子质量之比;
  2. (2) 试确定这种气体原子核内核子数。
如图所示,在等腰直角三角形BAC内充满着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。一群质量为m、电荷量为+q、速度为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场,已知从AC边射出且在磁场中运动时间最长的粒子,离开磁场时速度垂直于AC边。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列判断中正确的是(   )

A . 等腰三角形BAC中AB边的长度为 B . 粒子在磁场中运动的最长时间为 C . 从AB中点射入的粒子离开磁场时的位置与A点的距离为 D . 若仅将磁场反向,则粒子在磁场中运动的最长时间不变
如图所示,边长为L的等边三角形区域内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,无限大的荧光屏PQ过C点且与AB边平行,O为AB边中点,质量为m,电荷量为q的粒子以不同速率自O点垂直于AB边方向射入磁场中,速度方向平行于三角形平面,不考虑粒子之间相互作用和粒子重力。下列说法正确的是(   )

A . 粒子射入速率时,粒子将从AB边离开磁场 B . 粒子射入速率时,粒子可以打在荧光屏上 C . 粒子射入速率时,粒子打在荧光屏上的点与C点的距离为L D . 粒子射人速率时,粒子打在荧光屏上的点与C点的距离为2L
如图所示,水平面的abc区域内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,边界的夹角为30°,距顶点b为L的S点有一粒子源,粒子在水平面内垂直bc边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子、粒子质量为m、电量大小为q,下列说法正确的是(   )

A . 从边界bc射出的粒子速度方向各不相同 B . 粒子离开磁场时到b点的最短距离为 C . 垂直边界ab射出的粒子的速度大小为 D . 垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为
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