镇海中学磁场练习题

2019-04-22 15:45

1、如图所示,空间有垂直于xoy平面的匀强磁场。t=0时刻,一电子以速度经过x轴

上的A点,沿轴正方向进入磁场。A点坐标为 ,其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径。不计重力影响,则以下结论正确的是( )

A.电子经过y轴时,速度大小仍为

B.电子在时,第一次经过y轴

C.电子第一次经过y轴的坐标为

D.电子第一次经过y轴的坐标为【答案】ABD

【解析】

试题分析:A、因为带电粒子在磁场中运动受到的洛伦兹力不做功,所以速度大小不变;正确

B、设偏转角度为θ,由图可得,,

;正确

CD、由图可知与y轴交点到O点的距离为,在负半轴上,所以电

子第一次经过y轴的坐标为;C错D对 故选ABD

考点:带电粒子在磁场中的运动

点评:难题。在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时,着重把握”一找圆心,

二找半径,三找周期或时间”的规

2、如图所示,L1和L2为两条平行的虚线,L1上方和L2下方都是范围足够大,且磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上。带电粒子从A点以初速度v0与L2成30°角斜向右上方射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力,下列说法错误的是( )

A.若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它将不能经过B点 B.带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度大小相同 C.此带电粒子既可以是正电荷,也可以是负电荷

D.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2成60°角斜向右上方,它将不能经过B点

【答案】AD

【解析】

试题分析:根据带电粒子在磁场中的运动特点可知,粒子若带正电,轨迹如1所示,若粒子带负电,轨迹如2所示,同一轨迹在两部分磁场中的运动轨迹为互补的一个圆周,改变速度大小,会影响半径大小,但不会影响B点位置,又因为洛伦兹力不做功,所以粒子的速度大小不会发生变化,综上可知,BC是正确的,错误的为AD。

考点:带电粒子在磁场中的运动

3、(浙江省2012年2月四校联考)如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子(粒子重力不计)。若从A射出的粒子

①带负电,v0=

,第一次到达C点所用时间为t1

②带负电,v0=,第一次到达C点所用时间为t2

③带正电,v0=,第一次到达C点所用时间为t3

④带正电,v0=,第一次到达C点所用时间为t4

A. B.D.

C. 【答案】AB

【解析】若从A射出的粒子带负电,v0=,向右偏转,其轨迹半径等于L,第一次到达

C点所用时间为t1=T/6,选项A正确;若从A射出的粒子带负电,v0=

,向右偏转,其

轨迹半径等于L/2,经T/6后进入理想边界外向左偏转,再经T/6后第一次到达C点所用

时间为t2=T/3,选项B正确;若从A射出的粒子带正电,v0=,向左偏转,其轨迹半径等于L,第一次到达B点所用时间为T/6,进入理想边界向右偏转,再经5T/6后第一次

到达C点,所用总时间为t3=T,选项C错误;若从A射出的粒子带正电,v0=,向左偏转,其轨迹半径等于L/2,经T/6后进入理想边界外向右偏转,再经T/6后第一次到达B点所用时间为T/3,再经T后第一次到达C点,所用总时间为t4=4T/3,选项D错误。 4、如下图所示,L1和L2为两条平行的虚线,L1上方和L2下方都是垂直纸面向外的磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L1上.带电粒子从A点以初速v斜向下与L1成45°角射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向下,且方向与A点方向相同.不计重力影响,下列说法中正确的是( )

A.该粒子一定带正电 B.该粒子一定带负电

C.若将带电粒子在A点时初速度变大(方向不变),它仍能经过B点 D.若将带电粒子在A点时初速度变小(方向不变),它不能经过B点 【答案】C

【解析】

试题分析:从A点射出的粒子经过L1L2的间隙后进入磁场,如果带电粒子带电性质不同,则由左手定则判断出其所受的洛沦兹力的方向会相反,则粒子的偏转方向相反,但它们经过偏转后又会都交于一点B,如图所示,故A、B是不对的;当粒子的初速度不同时,它们在磁场中的偏转半径也会不同,设粒子在磁场中的偏转半径为R,则粒子射入磁场与射出磁场间的距离均为R,再设L1L2间的距离为d,则AB=R+2d-R=2d,可见AB间的距离与偏转半径无关,与射入磁场的粒子的速度也无关,故C是正确的,D是不对的。

考点:本题考查了洛沦兹力,粒子在磁场中偏转的知识。

5、如图所示,一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和 匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转.如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁场的离子,可得出结论( )

A.它们的动能一定各不相同 C.它们的质量一定各不相同 【答案】D

B.它们的电荷量一定各不相同

D.它们的电荷量与质量之比一定各不相同

【解析】

试题分析:一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场 正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转。则可以说明:这些正离

子:所以: .这些不偏转的离子进入另一个匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束。则说明这些离子在落伦次力f作用下做圆周运动的半径R不相等.由于

,把代入上式,可得,可知道,R不同,则电荷量与质量之比一定各

不相同.D正确,

考点:考查了粒子在磁场中的运动

点评:做此类型的题目需要根据粒子的受力情况,判断粒子的运动性质,特别是注意粒子运动的一些临界条件,结合牛顿运动定律分析解题

6、如图所示,匀强电场E的方向竖直向下,匀强磁场B的方向垂直纸面向里,让三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P进入该区域中,M进入后能向左做匀速运动,N进入后能在竖直平面内做匀速圆周运动,P进入后能向右做匀速运动,不计空气阻力,则三个油滴的质量关系是( )

A.mM>mN>mP B.mP>mN>mM

C.mN<mM=mP D.mN>mM=mP 【答案】A

【解析】

试题分析:若都带正电荷,则M向左做匀速直线运动,所以受力平衡,受到竖直向下的重力,竖直向下的洛伦兹力,和竖直向下的电场力,故不可能达到平衡,所以都带负电,所以M受到竖直向下的重力,竖直向上的电场力和洛伦兹力,即速圆周运动,所以电场力和重力抵消,故

,N做匀

,N向右做匀速直线运动,所以受到竖

,联立上

直向下的重力,竖直向下的洛伦兹力,竖直向上的电场力,即

述三式可得,A正确,

考点:考查了带电粒子在复合场中的运动,

点评:题关键分别对a、b、c三个液滴进行受力分析,然后得到液滴的电性,电场力和洛伦兹利的方向,最后根据共点力平衡条件得到液滴的重力的大小. 7、


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