如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点，则 (

题型：不详难度：来源：

如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点，则 ( )

A．粒子a、b的电量之比是 2:3

B．粒子a、b的电量之比是 8:3

C．粒子a、b的质量之比是 4:3

D．粒子a、b的质量之比是 3:4

答案

解析

试题分析：粒子在磁场中的运动轨迹如图如示：

由几何关系可以看出，两粒子的轨道半径之比为

，由牛顿第二定律得

，题意可知

；根据图示可得到两粒子运动轨迹的长度之比为

，因两粒子同时到达P点，故可解得解得

，联立后求得粒子质量比

，电荷量之比为

，由选项可以看出，只有选项D正确，其它均错误；

举一反三

（22分）如图所示，无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内，x轴上下方磁场均垂直xoy 平面向里，x轴上方的磁场的磁感应强度为B，x轴下方的磁场的磁感应强度为4B/3。现有一质量为m，电量为-q带负电粒子以速度v₀从坐标原点O沿y方向进入上方磁场。在粒子运动过程中，与x轴交于若干点。不计粒子的重力。求：

（1）粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r₁
（2）设x上方的周期为T₁，x下方的周为T₂，求T₁：T₂
（3）如把x上方运动的半周与x下方运动的半周称为一周期的话，则每经过一周期，在x轴上粒子右移的距离。
（4）在与x轴的所有交点中，粒子两次通过同一点的坐标位置。

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电子感应加速器的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。图甲为侧视图，图乙为真空室的俯视图。电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在真空室内产生感生电场，将电子从电子枪右端注入真空室，电子在感生电场的作用下被加速，同时在洛伦兹力的作用下，在真空室中沿逆时针方向（图乙中箭头方向）做圆周运动。由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速，但由于电子的质量很小，故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10万以至数百万次，并获得很高的能量。若磁场的磁感应强度B（图乙中垂直纸面向外为正）随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是

A．电子在真空室中做匀速圆周运动

B．电子在运动时的加速度始终指向圆心

C．在丙图所示的第一个周期中，电子只能在0~

内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

D．在丙图所示的第一个周期中，电子在0~

和

~T内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速

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质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为

的绝缘水平面以初速度v₀开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离s后停了下来，设此过程中，q不变，则

A．

B．

C．

D．

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如右图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m="1" kg的带正电的绝缘小滑块，沿斜面先向上运动，当滑到最高点后又沿斜面下滑。关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是

A．一直垂直斜面向上

B．一直垂直斜面向下

C．先垂直斜面向上后垂直斜面向下

D．先垂直斜面向下后垂直斜面向上

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（18分）如图，两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l，导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B₂、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接，并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板，板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B₁的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨，且始终与导轨接触良好。当金属棒固定不动时，质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内，恰好在金属板的左下边沿穿出。粒子重力不计，重力加速度为g，导轨和金属棒的电阻不计。
（1）粒子流带何种电荷，速度多大？
（2）现将金属棒由静止释放，待棒沿导轨匀速下滑后，粒子流水平通过，求金属棒质量M。

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