- 带电粒子在匀强磁场中的运动
- 共240题
21.如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域,电子进入磁场时速度方向与边界夹角为θ,下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
18.如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场, ab是圆的一条直径。一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )
正确答案
解析
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知识点
18.如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁
感应强度为B,∠A=60°,AO=a。在O点放置一个粒子源,可
以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的电量大小为q,质量为m,发射速度大小都为v0,发射方向由图中的角度θ表示.不计粒子间的相互作用及重力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求:
⑴两金属板间所加电压U的大小;
⑵匀强磁场的磁感应强度B的大小;
⑶在图中正确画出粒子再次进入电场中的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的速度方向。
正确答案
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知识点
25.如图所示,在矩形区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,矩形区域AD长为
,AB宽为0.2m,在AD边中点O处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=
的某种带正电粒子,带电粒子质量m=1.6×
kg,电荷量为q=
(不计粒子重力),求:
(1)从BC边界射出的粒子中,在磁场中运动的最短时间;
(2)分别从BC边界和CD边界射出粒子数目的比值。
正确答案
(2)如图所示,沿OA射入的粒子从F点射出,为左边界;沿OO2射入的粒子轨迹与BC切点为右边界,所以从BC边界射出的粒子分布在图示FG区域,故从BC边射出粒子射入时分布的夹角,粒子从CD边界射出区域如下图所示,从D点射出粒子与AD成夹角
,
此时射入磁场的粒子速度方向与AD夹角为,当轨迹圆与BC相切时,为能从CD边射出磁场的最上边缘的粒子,该粒子进入磁场速度方向垂直AD向上,与OD边的夹角为
,故从CD边界射出的粒子分布的夹角
,故从两边界射出粒子的比例为
。
解析
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知识点
17.如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场, ab是圆的一条直径。一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )
正确答案
解析
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知识点
18.如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为8的匀强磁场,一点电荷从图中A点以速度%垂直磁场射人,当该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了1800,不计电荷的重力,下列说法正确的是 ()
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈及导线的电阻.线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt,电阻R两端并联一对平行金属板M、N,两板间距为d,N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OA与y轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区.在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔Q(0, L )垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限.求:
(1)平行金属板M、N获得的电压U;
(2)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从P点射出到到达x轴的时间.
正确答案
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知识点
25.如图所示,矩形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域I内的运动时间均为t0.当速度为v0时,粒子在区域I内的运动时间为t0/5。求:
(1)粒子的比荷q/m
(2)磁场区域I和II的宽度d;
(3)速度为v0的粒子从Ol到DD′所用的时间。
正确答案
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知识点
23.如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔 Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为a=45°,孔Q到板的下端C的距离为L。当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上。
求:(1)两板间电压的最大值Um;(2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度。
正确答案
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