- 带电粒子在匀强磁场中的运动
- 共240题
处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
正确答案
解析
电流的定义式:
从公式中可以看出:电流值和磁感应强度成正比,和电荷量的平方成正比,和质量成反比。所以,选择D。
知识点
质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入均强磁场,运行的半圆轨迹如图2种虚线所示,下列表述正确的是
正确答案
解析
由左手定则知M带负电,N带正电,在由得M的速度比N大,运行时间由(为带电粒子转过的圆心角)因而选:A
知识点
带电粒子a.b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,他们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径。若a.b的电荷量分别为qa.qb,质量分别为ma.mb,周期分别为Ta.Tb。则一定有
正确答案
解析
略
知识点
如题21图所式,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示。
由以上信息可知,从图中abc处进入的粒子对应表中的编号分别为
正确答案
解析
根据半径公式结合表格中数据可求得1—5各组粒子的半径之比依次为0.5︰2︰3︰3︰2,说明第一组正粒子的半径最小,该粒子从MQ边界进入磁场逆时针运动。由图a、b粒子进入磁场也是逆时针运动,则都为正电荷,而且a、b粒子的半径比为2︰3,则a一定是第2组粒子,b是第4组粒子。c顺时针运动,都为负电荷,半径与a相等是第5组粒子。正确答案D
知识点
右图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于全属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区城边界上的G点射出,已知弧所对应的圆心角为,不计重力,求
(1)离子速度的大小;
(2)离子的质量。
正确答案
见解析
解析
由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,安所受到的向上的压力和向下的电场力平衡
①
式中,是离子运动速度的大小,是平行金属板之间的匀强电场的强度,有
②
由①②式得 ③
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
④
式中,和分别是离子的质量和它做圆周运动的半径。由题设,离子从磁场边界上的点G穿出,离子运动的圆周的圆心必在过E点垂直于EF的直线上,且在EG的垂直一平分线上(见右图)。由几何关系有
⑤
式中,是与直径EF的夹角,由几何关系得
⑥
联立③④⑤⑥式得,离子的质量为 ⑦
知识点
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