(16分)如图所示的直角坐标系第、象限内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，处于坐标原点O的放射源不断地放射出比荷C/kg的正离子，不计离子之间

题型：不详难度：来源：

(16分)如图所示的直角坐标系第

、

象限内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，处于坐标原点O的放射源不断地放射出比荷

C/kg的正离子，不计离子之间的相互作用。

⑴求离子在匀强磁场中运动周期；
⑵若某时刻一群离子自原点O以不同速率沿x轴正方向射出，求经过

s时间这些离子所在位置构成的曲线方程；
⑶若离子自原点O以相同的速率v₀=2.0×10⁶m/s沿不同方向射入第

象限，要求这些离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指向y轴正方向运动，则题干中的匀强磁场区域应怎样调整（画图说明即可）？并求出调整后磁场区域的最小面积。

答案

（1）π×10^-6s （2）

（3）

解析

试题分析：⑴根据牛顿第二定律有　

　　　　　２分
运动周期

　　　　　２分
⑵离子运动时间

２分
根据左手定则，离子沿逆时针方向作半径不同的圆周运动，
转过的角度均为

　　　　１分
这些离子所在位置均在过坐标原点的同一条直线上，
该直线方程

　　２分
⑶离子自原点O以相同的速率v₀沿不同方向射入第一象限磁场，均做逆时针方向的匀速圆周运动
根据牛顿第二定律有

　　　２分

ｍ　１分
这些离子的轨道圆心均在第二象限的四分之一圆弧AC上，欲使离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指

向y轴正方向运动，离开磁场时的位置在以点（１，０）为圆心、半径Ｒ＝１m的四分之一圆弧（从原点Ｏ起顺时针转动

）上，磁场区域为两个四分之一圆的交集，如图所示２分
调整后磁场区域的最小面积

m²２分

举一反三

如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的______极和_____极（填：“正”或“负”）．此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(填“向上”、“向下”或“不”)．

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电量相同质量不同的同位素离子以相同的速率从a孔射入正方形空腔中，空腔内匀强磁场的磁感应强度方向如图所示．如果从b、c射出的离子质量分别为m₁、m₂，运动时间分别为t₁、t₂,打到d点的离子质量为m₃，运动时间为t₃.则下列判断正确的是（）

A．m₁＞m₂＞m₃	B．t₃＞t₂＞t₁
C．m₁：m₂＝1：2	D．m₂：m₃＝2：1

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如图甲是质谱仪的工作原理示意图．图中的A容器中的正离子从狭缝S₁以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后，再通过狭缝S₂从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，离子最终到达MN上的H点(图中未画出)，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计。试求：

（1）该粒子的比荷
（2）若偏转磁场为半径为的圆形区域，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变，仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场，最终仍然到达MN上的H点，则圆形区域中磁场的磁感应强度与B之比为多少?

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如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )

A．滑块受到的摩擦力不变

B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

D．B很大时，滑块可能静止于斜面上

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如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与X轴成30⁰角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( )

A．1:2

B．2:1

C．

D．1:1

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