带电粒子在磁场中的运动练习

1 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在复合场中的运动 1 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时 会受到洛伦兹力的作用 下列表述正确的是 A 洛伦兹力对带电粒子做功 B 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C 洛伦兹力的大小与速度无关 D 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 2 如图所示 ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道 其中 AB 为倾斜直轨道 BC 为与 AB 相切的圆形轨道 并且圆形轨道处在匀强磁场中 磁场方向垂直纸面向里 质量 相同的甲 乙 丙三个小球中 甲球带正电 乙球带负电 丙球不带电 现将三个小 球在轨道 AB 上分别从不同高度处由静止释放 都恰好通过圆形轨道的最高点 则 A 经过最高点时 三个小球的速度相等 B 经过最高点时 甲球的速度最小 C 甲球的释放位置比乙球的高 D 运动过程中三个小球的机械能均保持不变 3 带电质点在匀强磁场中运动 某时刻速度方向如图所示 所受的重力和洛伦兹力 的合力恰好与速度方向相反 不计阻力 则在此后的一小段时间内 带电质点将 A 可能做直线运动 B 可能做匀减速运动 C 一定做曲线运动 D 可能做匀速圆周运动 4 如图所示 一个质量为 m 电荷量为 q 的圆环 可在水平放置的足够长的粗糙细 杆上滑动 细杆处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 不计空气阻力 现给圆环向右的 初速度 v0 在以后的运动过程中 圆环运动的速度图象可能是图中的 5 带电粒子以初速度 v0从 a 点进入匀强磁场 如图 4 所示 运动中 经过 b 点 Oa Ob 若撤去磁场加一个与 y 轴平行的匀强电场 仍 以 v0从 a 点进入电场 粒子仍能通过 b 点 那么电场强度 E 与磁感 应强度 B 之比为 A v0 B 1 C 2v0 D v0 2 2 6 如图所示 一半径为 R 的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场 一质量为 m 电荷量为 q 的正电荷 重力忽略不计 以速度 v 沿正对着圆心 O 的方向射入磁场 从磁场中射出时速度方向改变了 角 磁场的磁感应强度大小为 A B mv qRtan 2 mv qRcot 2 C D mv qRsin 2 mv qRcos 2 7 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 垂直磁场射入大 量的带正电 电荷量为 q 质量为 m 速度为 v 的粒子 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 对着圆心入射的粒子 其出射方向的反向延长线不一定过圆心 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 qBR m 8 如图所示 在第二象限内有水平向右的匀强电场 电场强度为 E 在第一 四象 限内分别存在如图所示的匀强磁场 磁感应强度大小相等 有一个带电粒子以初速度 v0从 x 轴上的 P 点垂直进入匀强电场 恰好与 y 轴成 45 角射出电场 再经过一段时 间又恰好垂直于 x 轴进入下面的磁场 已知 O P 之间的距离为 d 则带电粒子 A 在电场中运动的时间为 2d v0 B 在磁场中做圆周运动的半径为d 2 C 自进入磁场至第二次经过 x 轴所用时间为 7 d 4v0 D 从进入电场时开始计时 粒子在运动过程中第二次经过 x 轴的时间为 4 7 d 2v0 9 如图所示 在 x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场 磁感应强度的 大小为 B 许多相同的离子 以相同的速率 v 由 O 点沿纸面向各个方向 y 0 射入磁场 区域 不计离子所受重力 不计离子间的相互影响 图中曲线表示离子运动的区域边 界 其中边界与 y 轴交点为 M 边界与 x 轴交点为 N 且 OM ON L 由此可判断 A 这些离子是带负电的 3 B 这些离子运动的轨迹半径为 L C 这些离子的比荷为 q m v LB D 当离子沿 y 轴正方向射入磁场时会经过 N 点 10 如图所示装置中 区域 和 中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场 电场强 度分别为 E 和 区域 内有垂直向外的水平匀强磁场 磁感应强度为 B 一质量为 E 2 m 带电荷量为 q 的带负电粒子 不计重力 从左边界 O 点正上方的 M 点以速度 v0水平 射入电场 经水平分界线 OP 上的 A 点与 OP 成 60 角射入区 域 的磁场 并垂直竖直边界 CD 进入 区域的匀强电场 中 求 1 粒子在区域 匀强磁场中运动的轨迹半径 2 O M 间的距离 3 粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所经历的时间 11 如图所示 坐标平面第 象限内存在大小为 E 4 105 N C 方向水平向左的匀 强电场 在第 象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场 质荷比为 4 10 10 m q N C 的带正电粒子从 x 轴上的 A 点以初速度 v0 2 107 m s 垂直 x 轴 射入电场 OA 0 2 m 不计重力 求 1 粒子经过 y 轴时的位置到原点 O 的距离 2 若要求粒子不能进入第三象限 求磁感应强度 B 的取值范围 不 考虑粒子第二次进入电场后的运动情况 4 12 如图所示 在坐标系 xOy 中 第一象限内充满着两个匀强磁场 a 和 b OP 为分 界线 在区域 a 中 磁感应强度为 2B 方向垂直纸面向里 在区域 b 中 磁感应强 度为 B 方向垂直纸面向外 P 点坐标为 4l 3l 一质量为 m 电荷量为 q 的带正电的 粒子从 P 点沿 y 轴负方向射入区域 b 经过一段时间后 粒子恰能经过原点 O 不计 粒子重力 sin 37 0 6 cos 37 0 8 求 1 粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少 2 粒子运动的速度可能是多少 13 如图所示 在平面直角坐标系 xOy 第一象限内分布有垂直 xOy 向外的匀强磁场 磁感应强度大小 B 2 5 10 2 T 在第二象限紧贴 y 轴并垂直 y 轴放置一对平行金属 板 MN 极板间距 d 0 4 m MN 中心轴线离 x 轴 0 3 m 极板与左侧电路相连接 通 过移动滑动头 P 可以改变极板 MN 间的电压 a b 为滑动变阻器的最下端和最上端 滑动变阻器的阻值分布均匀 a b 两端所加电压 U 1 102 V 在 MN 中心轴线上 距 y 轴距离为 L 0 4 m 处 有一粒子源 S 沿 x 轴正方向连续射出比荷为 4 0 106 q m C kg 速度为 v0 2 0 104 m s 带正电的粒子 粒子经过 y 轴进入磁场 经过磁场