如图所示，在半径为R圆形区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，从A点沿着AO方向垂直磁场射入大量带正电、电荷量为q、质量为m、速率不同的粒子，不计粒子

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如图所示，在半径为R圆形区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，从A点沿着AO方向垂直磁场射入大量带正电、电荷量为q、质量为m、速率不同的粒子，不计粒子间的相互作用力和重力，关于这些粒子在磁场中的运动以下说法正确的是（）

A．这些粒子出射方向的反向延长线不一定过O点

B．速率越大的粒子在磁场中通过的弧长越长，时间也越长

C．这些粒子在磁场中的运动时间相同

D．若粒子速率满足v=qBR/m，则粒子出射方向与入射方向垂直

答案

解析

试题分析：粒子从A点进，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，从圆周上面的B点出，设圆周运动圆心为

，半径为

，则AB为公共弦长，弦的垂直平分线过圆心，既过O点又过

。根据几何关系

,可得

,所以粒子出磁场的速度沿圆形磁场的半径方向，出射方向的反向延长线一定过O点，选项A错。粒子圆周运动的圆心角设为

，则有

，粒子做圆周运动的周期

，根据洛伦兹力提供向心力即

得

，速度越大的粒子，半径越大，那么转过的圆心角越小，运动时间

，越短，选项BC错。若粒子速率满足v=qBR/m，则圆周运动半径

，

，转过圆心角

，所以速度偏向角等于

，即出射方向与入射方向垂直，选项D对。

举一反三

长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是

A．使粒子的速度v<BqL/4m

B．使粒子的速度v>5BqL/4m

C．使粒子的速度v>BqL/m

D．使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4m

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如图所示，在真空中坐标xOy面的x＞0区域内，有磁感应强度B=1.0×10^-2T的匀强磁场，方向与xOy平面垂直，在x轴上的P(10,0)点处有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率为v=1.0×10⁵m/s的带正电粒子，粒子的质量为m=1.0×10^-26kg，粒子带电量为q=1.0×10^-18C，则带电粒子能打到y轴上的范围是（重力的影响不计）（）

A．－10cm≤y≤10cm

B．－10cm≤y≤

C．

cm≤y≤

D．

cm≤y≤10cm

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（12分）如图所示,在矩形区域abcd内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在ad边中点的粒子源，在t=0时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与od的夹角分布在0~180°范围内。已知沿od方向发射的粒子在t=t₀时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场，ab=1.5L，bc=

L，粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：

(1)粒子在磁场中的运动周期T和粒子的比荷q/m；
(2)粒子在磁场中运动的最长时间；
(3)t=t₀时刻仍在磁场中的粒子所处位置在某一圆弧上，在图中画出该圆弧并说明圆弧的圆心位置以及圆心角大小；

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如图，

OAC的三个顶点的坐标分别为O（0,0）、A（0，L）、C(

，0)，在

OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在t=0时刻，同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m，电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在t=t₀时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴。不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用。

（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P（P点图中未标出）射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间t₁与t₂之间应满足的关系；
（3）从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为

，求粒子进入磁场时的速度大小。

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(4分)如图所示，矩形区域宽度为l，其内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场．一带电粒子以初速度v₀垂直左边界射入，飞出磁场时偏离原方向30⁰．若撤去原来的磁场，在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出)，带电粒子仍以原来的初速度入射．不计粒子的重力，求：

(1)带电粒子在磁场中的运动半径；
(2)带电粒子在磁场中运动的时间；
(3)带电粒子飞出电场后的偏转角．

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