- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
如图所示,一带电量为2.0×10=9C , 质量为1.8×10 –16Kg的粒子,在直线上一点O沿30o角方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,经历1.5×10- 6s后到达直线上另一点P.(重力不计)求:
小题1:粒子作圆周运动的周期;
小题2:磁感应强度B的大小;
小题3:若OP距离为0.1m,则粒子的运动速度多大?
正确答案
小题1:
小题2:
小题3:
如图所示,质量为m,电量为q的两个质子分别以大小相等,方向与竖直都成角(且
)的初速度
从平板MN上的小孔O射入垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,MN以上的磁场空间足够大,整个装置放在真空中,且不计粒子重力,求:
⑴ 这两个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是多少?
⑵ 这两个质子在磁场中运动的时间之比。
正确答案
(1)(2)
试题分析:⑴ 解:由圆周运动的对称性知:
两个质子会打到MN板上的同一点P,如图所示
⑵ 圆心角
由知
∴时间之比(或
)
点评:做此类型的题目的关键是先画出粒子的运动轨迹,根据几何知识求出半径以及圆心角
(8分)如图所示,MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B. 一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域,最后到达感光板上的P点. 经测量P、O间的距离为l,不计带电粒子受到的重力。求:
(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小;
(2)带电粒子的质量大小。
正确答案
(1) f =qvB (2)
试题分析:(1)带电粒子在磁场中所受洛伦兹力
f =qvB………………………………………………………2分
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,设其半径为R,由牛顿第二定律
qvB= ………………………………………………2分
带电粒子做匀速圆周运动的半径
R=…………………………………………………………2分
解得 m = ………………………………………………2分
点评:做此类问题的关键是明白粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力,然后结合牛顿第二定律解题,比较简单
电子(e,m)以速度v0与x轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,经一段时间后,打在x轴上的P点,如图10所示,则P点到O点的距离为____,电子由O点运动到P点所用的时间为_____
正确答案
mv0/eB、 πm/3eB
试题分析:画出粒子的运动轨迹,粒子在磁场中的运动半径为,根据几何知识可得
,粒子轨迹所对的圆心角为60°,所以
点评:本题难度中等,对于粒子在匀强磁场中的运动,首先是画出大概的运动轨迹,先找圆心后求半径,结合几何知识确定圆心角或半径大小,由圆心角求运动时间
如图所示,在圆心为O、半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,一电子以速度v沿AO方向射入,后沿OB方向射出匀强磁场,若已知∠AOB=120°,则电子穿越此匀强磁场所经历的时间是____ 。
正确答案
弧AB对应的圆心角为60°,所以经历的时间为,而
,粒子运动的半径为
,根据几何知识可得
所以
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