带电粒子在匀强磁场中的圆周运动_精品文档.doc

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带电粒子在匀强磁场中的圆周运动

1.（2012年江苏物理第9题）如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。

一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场.若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点。

.下列说法正确的有

（A）若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0

（B）若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0

（C）若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-qBd/2m

（D）若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+qBd/2m

2.（2012年安徽理综第19题）如图所示，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△t时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。

现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为

A.△tB.2△t

C.△tD.3△t

3.（2012年北京理综第16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

A．与粒子电荷量成正比B．与粒子速率成正比

C．与粒子质量成正比D．与磁感应强度成正比

4（2012年全国理综第17题）质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等。

下列说法正确的是

A.若q1=q2，则它们做圆周运动的半径一定相等

B.若m1=m2，则它们做圆周运动的周期一定相等

C.若q1≠q2，则它们做圆周运动的半径一定不相等

D.若m1≠m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等

5.（2012年广东理综物理第15题）质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2种虚线所示，下列表述正确的是

A．M带负电，N带正电B.M的速度率小于N的速率

C.洛伦磁力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间

6：

（2011浙江理综第20题）利用如图1所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。

图中板MN上方的感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L。

一群质量为m、电荷为q，具有不同速度的的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是

A.粒子带正电

B.射出粒子的最大速度为

C.保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大

D.保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大

7（2009安徽理综第19题）右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。

云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。

云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。

分析此径迹可知粒子

A.带正电，由下往上运动

B.带正电，由上往下运动

C.带负电，由上往下运动

D.带负电，由下往上运动

8. （2012年4月20日湖北武汉调研测试） 如图所示,O点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，它们的速度大小相等,速度方向均在xOy平面内。

在直线x=a与x=2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。

不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。

关于这些子的运动，下列说法正确的,

A.粒子的速度大小为2aBq/m

B. 粒子的速度大小为aBq/m

C. 与y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

D. 与y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

9．（2012年4月浙江绍兴模拟）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，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0=，发射方向由图中的角度θ表示。

对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是

A．粒子有可能打到A点B．以θ=60°飞入的粒子运动时间最短

C．以θ<30°飞入的粒子运动的时间都相等D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出

10．（2012年2月山西四校联考）如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。

则下面判断正确的是:

（）

A．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同

B．两电子在磁场中运动的时间一定不相同

C．进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场

D．进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场

11．（浙江省2012年2月四校联考）如图所示，边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场（足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。

把粒子源放在顶点A处，它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子（粒子重力不计）。

若从A射出的粒子

①带负电，v0=，第一次到达C点所用时间为t1

②带负电，v0=，第一次到达C点所用时间为t2

③带正电，v0=，第一次到达C点所用时间为t3

④带正电，v0=，第一次到达C点所用时间为t4

A．B．C．D．[来源:

学科网ZXXK]

12、如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m。

不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是（）

A．只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上

B．即使是对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也不一定过圆心

C．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长

D．只要速度满足v＝，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上

13．（2012山东日照期末）如图所示，水平导线中通有稳恒电流，，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，其后电子将

A.沿路径a运动，轨迹是圆

B.沿路径a运动，曲率半径变小

C.沿路径a运动，曲率半径变大

D.沿路径b运动，曲率半径变小

14．（2012年3月安徽省“江南十校”高三联考）如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。

某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。

已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T/6（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射

15．（2012宁波期末）如图所示，宽h=4cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=10cm，则（）

A．右边界：

-8cm

B．右边界：

y<8cm有粒子射出[来源:

学科网ZXXK][来源:

学科网ZXXK]

C．左边界：

y>8cm有粒子射出

D．左边界：

0

16（18分）（2012年2月江西九江市七校联考）如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上.现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤E/B）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左。

.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：

（1）速度最大的粒子自O点射入磁场至返回水平线POQ所用的时间.

（2）磁场区域的最小面积.

（3）根据你以上的计算可求出粒子射到PQ上的最远点离O的距离，请写出该距离的大小（只要写出最远距离的最终结果，不要求写出解题过程）

17.（18分）（2012年3月河南焦作一模）如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。

在放射源右侧有一很薄的挡板，垂直于x轴放置，挡板与xoy平面交线的两端M、N正好与原点O构成等边三角形，为挡板与x轴的交点。

在整个空间中，有垂直于xoy平面向外的匀强磁场（图中未画出），带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。

已知带电粒子的质量为m，带电荷量大小为q，速度大小为υ，MN的长度为L。

（不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用）

（1）确定带电粒子的电性；

（2）要使带电粒子不打在挡板上，求磁感应强度的最小值；

（3）要使MN的右侧都有粒子打到，求磁感应强度的最大值。

（计算过程中，要求画出各临界状态的轨迹图）[来源:

学,科,网Z,X,X,K]

18.（19分）（2012年3月湖北孝感二模）如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场.在t=0时刻,一位于正方形区域中心O的粒子源在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长，不计重力和粒子之间的相互作用力.已知平行于ad方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场，求：

（1） 粒子的比荷q/m；

（2） 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间；

（3）假设粒子源发射的粒子在各个方向均匀分布，在t=t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比.

19．（18分）（2012年5月湖北黄冈三模）如图所示，有一轴线水平且垂直纸面的固定绝缘弹性圆筒，圆筒壁光滑，筒内有沿轴线向里的匀强磁场B，O是筒的圆心，圆筒的内半径r=0.40m。

在圆筒底部有一小孔a（只能容一个粒子通过）。

圆筒下方一个带正电的粒子经电场加速后（加速电场未画出），以v=2×104m/s的速度从a孔垂直磁场B并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒。

.已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子的重力和空气阻力，粒子的荷质比q/m=5×107（C/kg），求磁感应强度B多大（结果允许含有三角函数式）？

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