文档介绍：该【带电粒子在磁场中的运动习题含答案 】是由【东写西读】上传分享，文档一共【13】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【带电粒子在磁场中的运动习题含答案 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。
,一个带正电荷的物块m由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC±,,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的IT点停
结果物块沿斜面滑下并在水平面上的
D"()
IA. b. L C. _JU.
,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑
入・】点一定在。,〃点一定与D点重合
2,一个质量为m*带电荷最为+q的圆环,可一在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,,在以
后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是()
,在长方形abed区域内有正交的电磁场,ab=bc/2=Lr-带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从be边的中点P射出,若撤去磁场,则粒子从c点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)()
、P间某点射出
、b间某点射出
,在真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速运动,c向左匀速运动,比较它们的重力Ga、Gb、Ge的大小关系,正确的是()
,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过At时间从C点射出磁场,0C与0B成60。角。现将带电粒子的速度变为v/3仍从A点射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为()一
23』曾如产
\xX
,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,(—J%0)、Q(0,—」勾),不计电子的重力,则.()
,则电子运动的路程一定
为一
2
xx
X
XXX
X
若电子从P点出发经原点
若电子从P点出发经原点
若电子从P点出发经原点
0到达Q点,则电子运动的路程一定为0到达Q点,则电子运动的路程可能为
0到达Q点,则nL(n为任意正整数)
L
2L
都有可能是电子运动的路程
,一束电子(电量为e)以速度v。垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,求:
(1)电子的质量是多少?
(2)穿过磁场的时间是多少?
(3)若改变初速度,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是多少?
II
—dH
II
I乂做Xxf
IXXXX;
yxxi
8•点S为电子源,它只在下图所示的纸面上360。范围内发射速率相同、质量
为m、电荷量为e的电子,MN是一块足够大的竖直挡板,与S的水平距离OS=L。挡板左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求:
(1废使S发射的电子能够到达挡板,则发射电子的速度至少为多大?
(2塔电子发射的速度为eBL/m,则挡板被击中的范围有多大?
。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。一个质量为、电量为q、不计重力的带正
电的粒子从电场的左边缘的0点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到0点,:
(1)中间磁场区域的宽度d;
(2滞电粒子从0点开始运动到第一次回到0点所用时间to
>0的区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁u场,磁感应强度大小为B0,在y<0的区域也存在垂直于纸面向外I的匀强磁场(图中未画出),一带正电的粒子从y轴上的P点垂直于磁场入射,速度方向与y轴正向成45。。粒子第一次进入y<0::::.的区域时速度方向与x轴正向成135。,再次在y>0的区域运动时才轨迹恰与y轴相切。已知0P的距离为J2a,粒子的重力不计。
求:
y<0的区域内磁场的磁感应强度大小;
(2粒子第2n(nCN*)次通过x轴时离O点的距离。(本问只需写出结果)
B、方向垂直纸面向外的匀强磁
直感光板,从圆弧顶点
P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,
量为q,粒子重力不计.
(1塔粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2塔粒子对准圆心射入,且速率为J3%,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
(3塔粒子以速度V0从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光
板上.
m
P
P
E
p
p
J
E
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B0,
方向平行于板面并垂直于纸面朝里,图中右边有一边长为在此a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直),B,方向
区域内及其边界上也有匀强磁场,磁感应强度大小为垂直于纸面朝里,假设一系列电荷量为
q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射人金属板之间,沿同一方向射出金属板之间的区域,并经EF边中点H射入磁场区域,不计重力。
已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后,从边界EF穿出磁场,求离子甲的质量;
已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点(图中未画出)穿出磁
场,且GI长为3/4a求离子乙的质量;
(3塔这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半,而离子乙的质量是最大的,问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。
如图所示,在边长为L的等边三角形ACD区域内,存在磁感应强度为
场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以某一速度从AC边中点P、CD边垂直磁场射入,粒子的重力可忽略不计。
(1塔粒子进入磁场时的速度大小为v0,求粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2塔粒子能从AC边飞出磁场,求粒子在磁场中运动的时间;
为使粒子能CD边飞出磁场,粒子进入磁场时的速度大小应满足什么条件?
mv0
,在半径为有一竖
qB的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧
:
1•【答案】BC【解析】仅在重力场中时,物块由A点至D
点的过程中,由动能定理得mgh—
mgslcosa一科mgs2=0,即h一科s1cosls20,由题意知
A点距水平面的高度h、物块与斜面及水平面间的动摩擦
因数中斜面倾角“、斜面长度si
为定值,所以s2与重力的大小无关,而在ABC所在空间
加竖直向下的匀强电场后,相当于把重力增
大了,s2不变,D,点一定与D点重合,B项正确;在ABC
所在空间加水平向里的匀强磁场后,洛伦兹力垂直于接触
面向上,正压力变小,摩擦力变小,
重力做的功不变,所以D〃点一定在D点右侧,C
项正确.
5・【解析】:设有界圆磁场的半径为R,带电粒子的做匀
速圆周运动的半径为L0C与0B成6角,所以
/A01C=60o,带电粒子做匀速圆周运动,从C点穿出,
画出轨迹,找到
2・【答案】ACD.【解析】由左手定则可知圆环所受洛伦
兹力F洛=4丫8的方向竖直向上,细杆对圆环的支持力
FN,圆环所受滑动摩擦力f^FN,圆环所受重力G=mg方向
竖直向下,
当qvB=mg时,FN=0,故f=0故圆环做匀速直线运动,故A
正确.
当qvB<mg时,细杆对圆环的支持力FN方向竖直向上,
FN=mg-qvB,故f>0物体作减速运动,随速度v的减小FN
逐渐增大,故,t动摩擦力f逐渐增大,故物体的加速度
a=f/m
逐渐增大,即物体作加速度逐渐增大的变减速运
动,故C正确,而B错误.
当qvB>mg时,细杆对圆环的支持力FN方向竖直向下,
FN=qvB-mg,故f>0物体作减速运动,随速度v的减小FN
逐渐减小,故,t动摩擦力f逐渐减小,故物体的加速度
a=f/m
逐渐减小,即物体作加速度逐渐减小的变减速运
动,当qvB=mg时,FN=0,故f=0故圆环做匀速直线运动,
故D正确.
tan30
圆心01,中r,
即产=出站带电粒子在磁场中
飞行时间
12痔
*=—x
6隹,现将带电粒子的速
度变为v/3,则
r瓜
5—
带电粒子的运动半彳至33,设
带电粒子的圆
tan_=
心角为",则工'i,故b=120”,运动
.12012Am
t
At—x=—x
时间36。曲3融,所以"=23,选项B正确。
6.【解析】:若电子从P点出发恰好经原点0第一次射
出磁场分界线,则有运动轨迹如图所示,由几何关系知:
半径R=L,则微粒运动的路程为圆周的1/4,即为
—,A正确;若电子从
2
,带电量为q,粒子射入电磁场时的速
度为v0,则粒子沿直线通过场区时:
BqvO=Eq...①
撤去磁场后,在电场力的作用下,从c点射出场区,所以
粒子应带正电荷;在此过程中,粒子做类平抛运动,设粒
子的加速度a,穿越电场所用时间为t,贝U有:
运动轨迹可能如图所示,
Eq=ma...②L=(l/2).***@L=vOt...④
撤去电场后,在洛仑兹力的作用下,粒
子做圆周运动,洛仑兹力提供向心力2V
qVoBm_i•…⑤
由以上各式解得:r=L/2粒子做圆运动
的轨迹如图,:
C.
4.【答案】CD【解析】a球受力平衡,
有Ga=qE①重力和电场力等值、反向、
共线,故电场力向上,由于电场强度向下,故球带负电;
P点出发经原点O到达Q点,
因此则微粒运动的路程可能为lL,也可能为2兀L,
BD错误C正确;
b球受力平衡,有Gb+qvB=qE②
c球受力平衡,有Gc=qvB+qE③解得Gc>Ga>Gb故选CD.
7・【解析】:(1)设电子在磁场中运动轨道半径为
L电子的质量是山,由几何关系得:t=dlsin3彩d①
段圆弧的圆心组成的三角形△010203是等边三角
形,其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为
d=JAsin60A—您
空
电子在磁场中运动BevO=
2d加
由①②得:m=%
(2)电子运动轨迹圆心角 =30°周期T=
°
穿过磁场的时间t=360 =36=12=3唧
(3)电子刚好不能A边射出电子轨道半径为r'=d
从矿,, B&d%
Il ,尸V5"=2
8.【解析】:(1)从S发射电子速度方向竖直向上,
L
在中间磁场中运动时间
并且轨道半径恰好等于2时,是能够达到挡板的最小分射
谏序C如图一
-Jfl—LITJ^―:—-- 4 ・I 1[
Dg 履L /r.
,v二 i-
/ \\ iIX
Vjt/ \ \
(2)如图 s —一]o
Ernvr \ / x'、*
R——=L 、一, |xk'
eB|I I>
则粒子第一次回到o'点的所用时间为
网二2
Q&二J城-Q=
在右侧磁场中运动时间
12mL
/-ir=2jH
——3E9
1 f6niEL
[答案](1)
(2)
由以上两式,可得q。
可见在两磁场区粒子运动半径相同,如图所示,三
=阴=比11且9=6CZ
L,所以击中挡板
上边界的电子,发射角应为与水平成30。角斜向
上,电子在磁场中恰好运动半圆周到达挡板上边界。若要
击中挡板下边界,电子发射方向正对挡板
0点,电子在磁场中才能恰好运动1/4圆周到达挡
板下边界戏二甲?:&许序二彳=谈=(石+1)二
9.【解析】:(1)带电粒子在电场中加速,由动能门$
tjjEU_rar
定理,可得:2带电粒子在磁场中偏转,
Bqv=m一
由牛顿第二定律,可得:
IO•【解析】:(1)当粒子通过y轴时速度方向沿y轴负向时,粒子运动的轨迹如图(a)所示
设粒子第一次、第二次通过x轴上的点分别为Q、
M,粒子在y>0和y<0区域做圆周运动的半径分别为R0和R1,通过y轴上的点为N,y<,由题意知:PQ=2R0又由几何关系可得:PQ=:R0=a
过M、N两点分别作该点速度方向的垂线,两垂线相交于O1点,O1即为粒子在y>:
粒子在y<0区域内做圆周运动的弦长丽=(1+3圾)也2
粒子在y<0区域内做圆周运动的半径