- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
(5分)如图所示，在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m，电荷量为q的正离子，速率都为v.对那些在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大值为x＝________，y＝________.
正确答案
试题分析：正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其偏转方向为顺时针方向，射到y轴上最远的离子是沿x轴负方向射出的离子．而射到x轴上最远的离子是沿y轴正方向射出的离子．这两束离子可能到达的最大x、y值恰好是圆周的直径，如下图所示：
（10分）在真空中，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场．一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外，以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m＝2×10－10kg，带电荷量q＝＋5×10－6 C，不计重力，磁感应强度B＝1 T，粒子运动速度v0＝5×103 m/s，圆形区域半径r＝0.2 m，求粒子第一次回到P点所需时间．(结果用π表示)
正确答案
16π×10－5 s.
由洛伦兹力提供向心力：由qv0B＝m
求得R＝0.2 m＝r ……………………3分
轨迹如图所示T＝
运动时间为t＝2T＝16π×10－5 s. ………3分
本题考查带电粒子在磁场中的偏转，由洛伦兹力提供向心力，计算半径大小，根据粒子偏转轨迹和几何关系，求得运动时间为两个周期
（14分）如图所示，一对磁偏转线圈形成的匀强磁场分布在R = 0.10m的圆形区域内,磁感应强度为0.1T。圆的左端跟y轴相切于直角坐标系的原点O，右端跟足够大的荧光屏MN相切于x轴上A点，置于原点的粒子源沿x轴正方向射出带正电的粒子流，以v =
（1）粒子在磁场中运动的时间。
（2）粒子打在荧光屏上的位置距A的距离。
（3）要使粒子打不到荧光屏上，求粒子的速度大小应满足的条件。
正确答案
试题分析：（1）qvB=mv2/r
粒子运动的轨道半径
r=mv/qB=
tanΦ/2=R/r=
轨迹所对应的圆心角Φ=600
T=2
粒子在磁场中运动时间t=T/6=
如图所示Φ=600
（2）粒子打在荧光屏上的位置距A的距离
L=R×tan600=
（3）粒子在磁场中轨道半径为r=R时
粒子沿y轴正方向飞出刚好达不到屏上
qvB=mv2/r
v=qBr/m=1×106m/s
即粒子的速度小于1×106m/s粒子打不到荧光屏上。
(14分)如图所示，在一宽度D="16" cm的区域内，同时存在相互垂直的匀强磁场B和匀强电场E，电场的方向竖直向上，磁场的方向垂直向外。一束带电粒子以速度
正确答案
8cm
试题分析：当带电粒子沿直线运动时，粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有
只有电场时，粒子运动为类平抛运动，竖直方向根据牛顿第二定律 
设粒子在电场中运动的时间为t，则 水平方向匀速直线运动
偏转的距离为
只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
解以上式子得 
运动轨迹如图，根据几何关系可得 
（10分）磁谱仪是测量
正确答案
试题分析：设在磁场中做圆周运动的轨道半径为R，
由牛顿第二定律得：
沿
沿垂直于光栏Q入射时落点距离S最远：
由题意：
解得：
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