2.4电子束编转的奥秘 知识点题库

如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速率     (    )

A . 变大 B . 变小 C . 不变 D . 条件不足,无法判断
已知长直通电导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到导线的距离成反比.4根电流相同的长直通电导线a、b、c、d平行放置,它们的横截面的连线构成一个正方形,O为正方形中心,a、b、c中电流方向垂直纸面向里,d中电流方向垂直纸面向外,则关于a、b、c、d长直通电导线在O点产生的合磁场的磁感应强度B(  )

A . 大小为零 B . 大小不为零,方向由O指向a C . 大小不为零,方向由O指向c D . 大小不为零,方向由O指向d
如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为 =1×105C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小v=5×104m/s,不计粒子重力.

  1. (1) 求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.

  2. (2) 求t= ×104s时带电粒子的坐标.

  3. (3) 保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2 , 其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.

导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果,这些可以移动的电荷又叫载流子,例如金属导体中的载流子就是自由电子.现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类,一类为N型半导体,它的载流子是电子;另一类为P型半导体,它的载流子是“空穴”,相当于带正电的粒子.如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直.长方体中通入水平向右的电流,测得长方体的上、下表面M,N的电势分别为φM、φN , 则该种材料(   )

A . 如果是P型半导体,有φM>φN B . 如果是N型半导体,有φM<φN C . 如果是P型半导体,有φM<φN D . 如果是金属导体,有φM<φN
如图,在边长为L的等边三角形ACD区域内,存在垂直于所在平面向里的匀强磁场.大量的质量为m、电荷量为q的带正电粒子以相同速度(速度大小未确定)沿垂直于CD的方向射入磁场,经磁场偏转后三条边均有粒子射出,其中垂直于AD边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0 . 不计粒子的重力及粒子间的相互作用.求:

  1. (1) 磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 要确保粒子能从CD边射出,射入的最大速度.
如图所示,在y>0的空间中存在着垂直xoy平面向外的匀强磁场,在y<0的空间中存在着平行于xoy平面的匀强电场,场强方向与x轴负方向成45°角斜向上。一质量为m,带电量为q的带正电粒子从坐标原点以初速度进入磁场,方向与x轴负方向成45°角斜向上,然后经过M点进入电场,并与y轴负半轴相交于N点。已知M点坐标为(L,0),N点坐标为(0,- )(不考虑粒子所受的重力)求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度;
  2. (2) 匀强电场的电场强度。
如图所示,相距为d的两平行虚线L1和L2 , L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上。质量为m,电荷量为+q的带电粒子从A点以初速v0与L2 斜向上射出,经过偏转后正好过L2上的B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计粒子的重力。求:

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  1. (1) A、B两点的距离;
  2. (2) 若另一质量为m,电荷量为-q的粒子从A点以同样的速度射出,粒子是否还能经过B点,说明理由
  3. (3) 若该粒子从A点以v0与L2 斜向上射出,粒子仍能经过B点,求两种出射情况下从A点到达B点的时间之比。
如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为 C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小 ,不计粒子重力.

  1. (1) 求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.
  2. (2) 求 时带电粒子的坐标.
  3. (3) 保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2 , 其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.
如图所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第四象限内有一边长为 a的正方形有界匀强磁场,正方形磁场A点位于(a,0),B点位于(0,﹣a),磁场方向垂直于纸面向里,现有一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子,从y轴上的P点以速度v0平行于x轴射入电场中,粒子恰好从A点进入磁场,进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.然后从B点离开磁场,不考虑粒子的重力,求:

  1. (1) P点的位置坐标;
  2. (2) 磁感应强度的大小
如图,在边长为L=0.2m的正六边形ACDEFG区域内,分布着垂直纸面向里,磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。在正六边形的中心O有一个粒子发射源,可以在纸面内向各个方向发射速率不确定的带电粒子,粒子带正电,且电荷量为 C,粒子的质量 kg, 取3。
  1. (1) 如果所有粒子都束缚在磁场内,求粒子发射速率v0的最大值;
  2. (2) 如果以第(1)问的速率范围向纸面内各个方向发射该粒子,求粒子能够到达的区域面积;
  3. (3) 如果粒子以 m/s的速率向纸面内各个方向发射,求该粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间(sin25°=0.43,cos25°=0.91,计算结果保留两位有效数字)。

如图所示,在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在x轴负半轴上有一接收屏GD,GD=2OD=d,现有一带电粒子(不计重力)从y轴上的A点,以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场,恰好垂直OC射出,并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场,粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收,已知OC与x轴的夹角为37°,OA= ,求:

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  1. (1) 粒子的电性及比荷
  2. (2) 第四象限内匀强磁场的磁感应强度B′的大小;
  3. (3) 第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。
长为 、间距为 的两水平金属极板位于竖直平面内,两极板间加一恒定电压,剖面图如图所示,两极板右端连线 )相距 两竖直平行线之间充满垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m,电量为 的粒子从紧靠上极板左端M点以初速度 水平射入,不计粒子的重力,求:

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  1. (1) 若要使该粒子从与N点距离为L的P点射出,则此情况下两极板间电压的大小?
  2. (2) 若改变两极板间恒定电压的大小,粒子经板间电场进入磁场后都不会从磁场的右边界射出,求磁场的磁感应强度B的取值范围?
如图通电直导线ab位于两平行导线的横截面MN的连线的中垂线上,MN固定,ab可自由转动,且电流方向如图示,当平行导线MN通以图示的同向等值电流时,以下说法中正确的是(  )

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A . ab顺时针旋转 B . ab逆时针旋转 C . a端向里,b端向外旋转 D . a端向外,b端向里旋转
现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子(质量为质子的121倍)在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的(   )

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A . 121倍 B . 14641倍 C . 11倍 D . 12倍
如图所示,在xoy平面的第Ⅰ、Ⅳ象限内存在电场强度大小E=10V/m、方向沿x轴负方向的匀强电场;在第Ⅱ、Ⅲ象限内存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直xoy平面向外的匀强磁场。一个比荷 的带正电粒子在x轴上横坐标x=0.08m处的P点以v0=16m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子所受的重力。求:
  1. (1) 带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离
  2. (2) 带电粒子运动的周期t
如图所示,在xoy平面的第二象限存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于该平面向外;在第一象限存在匀强电场,方向沿y轴负方向。在x轴负半轴上某点以与x轴正方向夹角为 =60°、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(0,d)点沿垂直于y轴的方向进入电场。不计重力,若该粒子离开电场时速度方向与x轴正方向的夹角为 =45°,求:

  1. (1) 该粒子的比荷
  2. (2) 电场强度E的大小。
如图,正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场(图中未画出)。一带电粒子从d点沿da方向射入磁场,随后经过bd的中点e进入电场,接着从b点射出电场。不计粒子的重力。则(  )

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A . 粒子带正电 B . 电场的方向是由b指向c C . 粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π ∶2 D . 粒子在b点和d点的动能大小相等
回旋加速器核心部分是与高频交流电源两级相连接的两个 形金属盒, 形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,两盒间夹缝中形成周期性变化的电场,如图甲所示,加速时带电粒子的动能 随时间 的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是(   )


A . 电场的变化周期等于 B . 的图像中 C . 粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能越大 D . 同一装置可以分别对氚核( )和氦核(
坐标系的第一象限内存在匀强磁场,两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入,两带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴的夹角如图所示,二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判断(   )

A . 带电粒子①在磁场中运动的时间较长 B . 带电粒子②在磁场中运动的时间较长 C . 带电粒子①在磁场中运动的速率较大 D . 带电粒子②在磁场中运动的速率较大
如图所示,两竖直加速极板间的电势差为 , 板间距离cm。左侧极板带正电,右侧极板带负电,右侧极板正中间有一小孔,虚线通过小孔且与极板垂直。两水平偏转极板间的电势差为 , 上极板带正电,下极板带负电,极板长cm,极板间距离cm,虚线正好是两极板的中线。紧贴偏转极板右侧沿虚线有一接收屏 , 所有打到接收屏上的电荷都能被吸收。在偏转极板的右侧还存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小T。同时给加速、偏转极板加上V的电压,先后从加速极板间虚线上不同位置由静止释放比荷为的正电荷,不考虑电荷间的相互作用和电荷的重力。求:

  1. (1) 能够从偏转极板间射出的电荷在加速极板间释放的位置;
  2. (2) 以最小速度射出偏转极板间的电荷打在接收屏上的位置。