第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、選擇題1.如圖所示，M、N為兩根垂直紙面的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，O為M、N連線中點(diǎn)，一電子沿過(guò)O點(diǎn)垂直紙面的直線向外射出，當(dāng)兩導(dǎo)線同時(shí)通有如圖方向電流時(shí)，該電子將()A.向上偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn)C.向左偏轉(zhuǎn) D.向右偏轉(zhuǎn)2.在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩帶電荷量相等的粒子，僅受磁場(chǎng)力作用，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列說(shuō)法中正確的是()A.若速率相等，則半徑必相等B.若質(zhì)量相等，則周期必相等C.若動(dòng)量大小相等，則半徑不相等D.若動(dòng)能相等，則周期必相等3.如圖所示，在xOy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶電粒子從y軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與y軸正方向的夾角θ＝45°.粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在N點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)垂直穿過(guò)x軸．已知OM＝a，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)，則()A.粒子帶正電荷B.粒子速度大小為eq\f(qBa,m)C.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為aD.N與O點(diǎn)相距(eq\r(2)＋1)a4.如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界上的A點(diǎn)有一粒子源能在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)沿不同方向向磁場(chǎng)中發(fā)射速率相同的同種帶電粒子，在磁場(chǎng)邊界的eq\f(1,6)圓周上可觀測(cè)到有粒子飛出，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為()A.R B.eq\f(R,2)C.eq\f(R,3) D.eq\f(R,6)5.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的矩形磁場(chǎng)區(qū)域長(zhǎng)為eq\r(3)L，寬為L(zhǎng)，甲、乙兩電子沿矩形磁場(chǎng)的上方邊界從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域，甲、乙兩電子分別從D點(diǎn)和C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則甲、乙兩電子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A.速率之比為4∶1B.角速度之比為1∶3C.路程之比為4∶3D.時(shí)間之比為3∶16.如圖所示，半圓光滑絕緣軌道MN固定在豎直平面內(nèi)，O為其圓心，M、N與O高度相同，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直．現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道在M、N間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．下列說(shuō)法中正確的是()A.小球在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)均處于平衡狀態(tài)B.小球由M到N所用的時(shí)間大于由N到M所用的時(shí)間C.小球每次經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小均相等D.小球每次經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)所受合外力大小均相等7.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，x軸上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外．許多質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子，以相同的速率v沿紙面內(nèi)，由x軸負(fù)方向與y軸正方向之間各個(gè)方向從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域．不計(jì)重力及粒子間的相互作用．下列圖中陰影部分表示帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域，其中正確的圖是()8.(2021·北京卷)如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶電粒子在P點(diǎn)以與x軸正方向成60°的方向垂直磁場(chǎng)射入，并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)．已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，OP＝a.不計(jì)重力．根據(jù)上述信息可以得出()A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程B.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率C.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度9.(2023·常州中學(xué))如圖所示，寬為d的混合粒子束由速率為3v、4v、5v的三種帶正電的離子組成．所有離子的電荷量均為q，質(zhì)量均為m，當(dāng)三種速率的離子水平向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．在入口處，緊靠粒子束的下邊緣，豎直放置一個(gè)長(zhǎng)度為2d的薄吞噬板MN.忽略離子間相互作用，若使這些離子都能打到吞噬板MN上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍是()A.eq\f(5mv,qd)<B<eq\f(10mv,qd) B.eq\f(6mv,qd)<B<eq\f(8mv,qd)C.eq\f(5mv,qd)<B<eq\f(6mv,qd) D.eq\f(8mv,qd)<B<eq\f(10mv,qd)10.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形abc區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，同種粒子每次都從a點(diǎn)沿與ab邊成30°的方向垂直射入磁場(chǎng)，初速度大小為v時(shí)，粒子從ac邊距a點(diǎn)eq\f(1,3)L處射出磁場(chǎng)．不計(jì)粒子的重力，則粒子()A.一定帶負(fù)電B.初速度為2v時(shí)，出射位置距a點(diǎn)eq\f(2,3)LC.初速度為2v時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短D.射入磁場(chǎng)的速度足夠大，能從bc邊的中點(diǎn)射出二、非選擇題11.居里夫人是世界上最偉大的科學(xué)家之一，在放射性的研究方面取得了卓越的成就．若某次研究射線的實(shí)驗(yàn)中，將放射源放在一個(gè)半徑為R0的圓柱形容器中心軸線上A處，如圖所示，放射源產(chǎn)生不同速率的同種粒子，沿AO方向從小孔O射出，進(jìn)入一個(gè)圓心在A處、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，容器內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)．設(shè)其中有一粒子速度為v0，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R0，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用．(1)求該粒子的比荷．(2)若圓形有界磁場(chǎng)的半徑為3R0，且從O處射出的所有粒子都不能出磁場(chǎng)，求粒子射出速度的最大值．(3)若速度為v0的粒子與圓柱形容器碰撞時(shí)不損失能量，且粒子電荷量不變，求從O處射出的粒子再回到O處所經(jīng)歷的最短時(shí)間．12.(2023·如皋期初調(diào)研)空間存在兩個(gè)垂直于Oxy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸為兩磁場(chǎng)的邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為2B0、3B0.t＝0時(shí)刻，一帶電粒子從原點(diǎn)O沿