图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域
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图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域
题型:高考真题
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图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离L,不计重力,求此粒子的电荷e与质量m之比。
答案
解:粒子初速v垂直于磁场,粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动
设其半径为R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,有:
因为:
①
因粒子经O点时的速度垂直于OP,故OP是直径:L=2R ②
由此得:
③
举一反三
图示是三个从O点同时发出的正负电子在垂直于纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹,由此可以判定
[ ]
A.a、b是正电子,c是负电子,a、b、c同时回到O点
B.a、b是负电子,c是正电子,a最先回到O点
C.a、b是负电子,c是正电子,b最先回到O点
D.a、b是负电子,c是正电子,a、b、c同时回到O点
题型:专项题
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如图所示,比荷为的电子以速度v
0
沿AB边射入边长为a的等边三角形匀强磁场区域,为使电子从BC边穿出磁场,磁感应强度B的取值范围为
[ ]
A.B>
B.B<
C.B>
D.B<
题型:专项题
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如图甲所示,一不计重力而质量为m、带电荷量为+q的粒子,在a点以某一个初速度水平射入一个磁场区域,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为R的圆弧。粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。如果选由纸面垂直穿出的磁感应强度为正,则磁场区域I、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系是图乙中的
[ ]
A、
B、
C、
D、
题型:专项题
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如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从x轴上的P(a,0)点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,则
[ ]
A.匀强磁场的磁感应强度B=
,射出点的坐标为(0,
)
B.匀强磁场的磁感应强度B=
,射出点的坐标为(0,
)
C.匀强磁场的磁感应强度B=
,射出点的坐标为(0,
)
D.匀强磁场的磁感应强度B=
,射出点的坐标为(0,
)
题型:专项题
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如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域时的速度方向偏转角为60°,根据上述条件可求出下列物理量中的____。
①带电粒子的比荷
②带电粒子的初速度
③带电粒子在磁场中运动的周期
④带电粒子在磁场中运动的半径
题型:专项题
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