如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为e/m的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，现欲使电子能经过BC边，则磁感应强度

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如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为e/m的电子以速度v₀从A点沿AB方向射入，现欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为（）

A．B >

B．B <

C．B <

D．B >

答案

解析

试题分析：电子为负电荷，速度沿AB方向，磁场垂直纸面向里，判断洛伦兹力竖直向上，即指向圆周运动的圆心。如图所示，ABC为等边三角形，几何关系如图，圆周运动的轨迹和BC边的切点只可能是C点，此时，圆周运动半径为

，根据带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力公式

得

，带入得

，要使粒子经过BC，那么半径要大于

，磁感应强度要小于

，对照答案C对。

举一反三

在第三次工业革命的今天，新材料的发现和运用尤为重要。我国某科研机构发现一种新型的半导体材料，目前已经知道这种半导体材料的载流子（参与导电的“带电粒子”）的电荷量的值是e（电子电量的绝对值），但不知道它的电性和载流子的数密度n（单位体积中载流子的数量）。为了测定这种材料中的载流子是带正电还是带负电，以及载流子的数密度，科学家把这种材料先加工成一块偏平的六面体样品，这块样品的长、宽和厚度分别为a、b、d（如图中所示）。现将这块样品接入电路中，且把靠外的偏平面标记为M，靠里的偏平面标记为N，然后在垂直于大平面的方向加上一个磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通电键S，调节可变电阻R．使电路中产生合适的电流。然后用电压表判定M、N两个面的电势高低并测定M、N间的电压（也叫霍耳电压），从而得到这种半导体材料载流子的电性和数密度。

（1）当M的电势比N的电势低时，材料中的载流子带   电（填“正”或“负”）；
（2）为了测定载流子的数密度n，除题目中已给出的数据外，还需要测定的物理量有（写出物理量的含义并设定相应的符号）                       ；
（3）根据题设条件和你测定的物理量，写出载流子的数密度的表达式n=          。

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如图所示，A板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是

A．当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升

B．当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变

C．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变

D．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大

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如图，虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B₁，带电粒子从边界MN上的A 点以速度v₀垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B点射出。若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B₂，让该粒子仍以速度v₀从A处沿原方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN 上的B’点射出（图中未标出），不计粒子的重力。下列关于粒子的说法正确的是

A．B’点在B 点的左侧

B．从B’点射出的速度大于从B 点射出的速度

C．从B’点射出的速度方向平行于从B 点射出的速度方向

D．从A 到B’的时间小于从A 到B 的时间

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匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。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

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（18分）如图所示，竖直平面内边长为a的正方形ABCD是磁场的分界线，在正方形的四周及正方形区域内存在方向相反、磁感应强度的大小均为B的与竖直平面垂直的匀强磁场，M、N分别是边AD、BC的中点。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点沿MN方向射出，带电粒子的重力不计。

（1）若在正方形区域内加一与磁场方向垂直的匀强电场，恰能使以初速度v₀射出的带电粒子沿MN直线运动到N点，求所加电场的电场强度的大小和方向。
（2）为使带电粒子从M点射出后，在正方形区域内运动到达B点，则初速度v₀应满足什么条件?
（3）试求带电粒子从M点到达N点所用时间的最小值，并求出此条件下粒子第一次回到M点的时间。

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