如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂

如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂

题型:不详难度:来源:
如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和离子间的相互作用.根据以上信息,可以确定(  )
A.粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B.粒子1和粒子3的比荷之比为2:1
C.粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比为4:1
D.粒子3的射出位置与d点相距
L
2

答案
A、根据左手定则可得:粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电.故A错误;
B、做出粒子运动的轨迹如图,则粒子1运动的半径:r1=
L


2
,由r=
mv
qB
可得:
q1
m1
=
v
Br1
=


2
v
BL

粒子3的运动的轨迹如图,则:r2=


2
L
q3
m3
=
v
Br3
=
v


2
BL

所以:
q1
m1
q2
m2
=2:1
.故B正确;
C、粒子1 在磁场中运动的时间:t1=
1
4
r1
v
=
πL
2


2
v

粒子2 在磁场中运动的时间:t2=


2
L
v

所以:
t1
t2
=
π
4
故C错误;
D、粒子3射出的位置与d点相距:x=R-L=


2
L-L=(


2
-1)L
.故D错误.
故选:B
举一反三
在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐标原点O处有一正离子放射源,放射出的正离子的比荷都为
q
m
=1×106C/kg,且速度方向与磁场方向垂直.若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计.
(1)如图甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁场,∠OAC=30°,AO边的长度l=0.3m,正离子从O点沿x轴正方向以某一速度射入,要使离子恰好能从AC边射出,求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间.
(2)如图乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场,正离子放射源放射出不同速度的离子,所有正离子入射磁场的方向均沿x轴正方向,且最大速度vm=4.0×104m/s,为保证所有离子离开磁场的时候,速度方向都沿y轴正方向,试求磁场的最小面积,并在图乙中画出它的形状.
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如图所示,质量为m,电量为q的带电粒子,由静止经电压为U加速后,经过A点,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点,(忽略重力和空气阻力)
求:(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时速度V;
(2)A、D两点间的距离L.
(3)已知磁场的宽度为d,要使粒子能从磁场的右边界飞出,加速电压U应该满足什么条件?
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如图,在半径为R=
mv0
qB
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆形区域右侧有一竖直感光板MN.带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计.若粒子对准圆心射入,则下列说法中错误的是(  )
A.粒子一定沿半径方向射出
B.粒子在磁场中运动的时间为
πm
2qB
C.若粒子速率变为2v0,穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D.粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上

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在如图所示的xoy坐标系中,仅在x轴上方有垂直于xoy平面向里、范围足够大的匀强磁场Ⅰ.质量为m,电荷量为q的负粒子在xoy平面内运动,某时刻经过y轴上y=a的P点,速度方向与y轴正方向夹角为θ=30°,经过时间t0粒子第一次经过x轴,速度方向与粒子在P点速度方向相反,不计重力.
(1)求粒子运动的速率v0和磁场Ⅰ的磁感应强度B1
(2)若粒子经过P点时,在x轴上方再叠加一个方向垂直于xoy平面的匀强磁场Ⅱ,使粒子能在磁场中做完整的圆周运动,求匀强磁场Ⅱ的磁感应强度B2的大小和方向;
(3)若粒子经过P点时,加一方向在xoy平面内的匀强电场,粒子在复合场中运动时经过了A(2x0,yA)、C(x0,yC)两点,如图所示,粒子在A点的动能是P点动能的
1
3
,在C点的动能是P点动能的
2
3
,求电场强度E的大小和方向.
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如图所示为两个横截面分别为圆和正方形,磁感应强度相同的匀强磁场,圆的直径和正方形的边长相等,两个电子分别以相同的速度同时飞人两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直,进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心;进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界,从中点进入.则下面判断正确的是(  )
A.两电子在两磁场中运动时,其半径一定相同
B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同
C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场
D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

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