单边有界磁场 知识点题库

在图中,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将(  )

A . 沿路径a运动,轨迹是圆 B . 沿路径a运动,轨迹半径越来越大 C . 沿路径a运动,轨迹半径越来越小 D . 沿路径b运动,轨迹半径越来越小

如图所示,半径为r的圆形空间内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并由B点射出,且∠AOB=120°,则该粒子在磁场中运动的时间为(  )

A . B . C . D .
如图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室放置在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此径迹可知粒子(  )

A . 带正电,由下往上运动 B . 带正电,由上往下运动 C . 带负电,由上往下运动 D . 带负电,由下往上运动
如图所示,ab带电荷量相同,以相同动能从A点射入磁场,在匀强磁场中做圆周运动的半径ra=2rb , 则可知(重力不计)(  )


A . 两粒子都带正电,质量比mamb=4 B . 两粒子都带负电,质量比mamb=4 C . 两粒子都带正电,质量比mamb=1/4 D . 两粒子都带负电,质量比mamb=1/4
一电子在匀强磁场中,以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行.磁场方向垂直于它的运动平面,电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的3倍,电子电荷量为e , 质量为m , 磁感应强度为B , 那么电子运动的角速度可能为(  )

A . B . C . D .
质量和电荷量都相等的带电粒子MN , 以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是(  )

A . M带负电,N带正电 B . M的速率小于N的速率 C . 洛伦兹力对MN做正功 D . M的运行时间大于N的运行时间

如图所示,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场,y轴右侧的磁场磁感应强度的大小为B。一个离子以速率v由O点沿x轴正方向射入磁场区域,不计离子所受重力,图中曲线表示离子运动的轨迹,其中轨迹与y轴交点为M,轨迹与x轴交点为N,且OM=ON=L,由此可判断(  )

A . 这个离子带负电 B . y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为2B C . 离子的比荷为 D . 离子在y轴左侧运动的时间与在y轴右侧运动的时间相等

(多选)如图所示,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外,磁感应强度B=1 T的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9 m,M点为x轴正方向上一点,OM=3 m.现有一个比荷大小为 =1.0 C/kg可视为质点带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同的速度向x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计, 碰撞时电荷量不变,小球最后都能经过M点,则小球射入的速度大小可能是( )


A . 3 m/s B . 3.75 m/s C . 4 m/s D . 5 m/s

如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=L,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s。不计重力和空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是

A . 电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为2v0︰1 B . 第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为2︰1 C . 第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为 1︰4 D . 第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2
如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )

A . ,正电荷 B . ,正电荷 C . ,负电荷 D . ,负电荷
电子质量为m、电荷量为q,以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后落在x轴上的P点,如图所示,求:

  1. (1) OP的长度;

  2. (2) 电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.

如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界.磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.电子重力忽略不计.求:

  1. (1) 最初金属圆筒不带电时,则

    a.当加速电压为U时,电子进入磁场时的速度大小;

    b.加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;

  2. (2) 若电子束以初速度v0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P.(取大地电势为零)

如图所示,直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场,比荷相同的两带电粒子沿AB方向从A点射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,不计粒子重力。下列说法正确的是(  )

A . 从P点射出的粒子速度大 B . 从Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大 C . 从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长 D . 两粒子在磁场中运动的时间一样长
如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)

  1. (1) 粒子运动的时间;
  2. (2) 粒子与O点间的距离.
如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1 , 并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求:

  1. (1) 磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 甲、乙两种离子的比荷之比。
如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=l,OQ=2 l。不计重力。求:

  1. (1) M点与坐标原点O间的距离;
  2. (2) 粒子从P点运动到M点所用的时间。
如图所示,在平面直角坐标系xoy的一、二象限内,分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向,匀强磁场方向垂直于Xoy平面向里,虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动,粒子每次到x轴将反弹,第一次反弹无能量损失,以后每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的 、方向相反。电场强度大小等于 ,磁感应强度大小等于 ,求:(不计粒子重力,题中各物理量单位均为国际单位,计算结果可用分式表示)

  1. (1) 带电粒子第三次经过OM时的坐标;
  2. (2) 带电粒子第三次到达OM时经过的时间;
  3. (3) 带电粒子从第二次进入电场开始,沿电场方向运动的总路程。
【选修3-1】[其中第(1)~(4)题,每题只有一个选项符合题意,把符合题意的选项序号填入相应的空格中]
  1. (1) 关于通电导线所受安培力F的方向,在如图所示的各图中正确的是(   )
    A . B . C . D .
  2. (2) 在真空中有两个点电荷,两者的距离保持一定,若把它们各自的电荷量都增加为原来的3倍,则两点电荷间的库仑力将增大到原来的(   )
    A . 27倍 B . 9倍 C . 6倍 D . 3倍
  3. (3) 某电场的电场线如图所示,则同一点电荷放在电场中的A点和B点所受静电力FA和FB的大小关系是(   )

    A . FA=FB B . FA>FB C . FA<FB D . 由于电荷的正、负未知,故无法判断FA和FB的大小
  4. (4) 如图所示的电路中,已知电源的电动势E=6.0V,内电阻r=1.0Ω,外电路的电阻R=2.0Ω.闭合开关S后,电路中的电流I为(   )

    A . 6.0A B . 4.0A C . 3.0A D . 2.0A
  5. (5) 在某电场中,已知A、B两点间的电势差UAB=100 V,q=-2×10-10C的电荷由A点移动到B点,静电力做的功WF=J;电荷的电势能(填“增加”“减少”或“不变”),
  6. (6) 如图所示,在磁感强度为B,垂直纸面向里的匀强磁场边界上,质量为m,电荷量为q的某离子垂直磁场方向、且沿与边界成θ=30°角的方向射入磁场中,不计离子的重力,则:

    ①若离子为阳离子,在磁场中运动的时间为多少?

    ②若离子为阴离子,在磁场中运动的时间为多少?

如图所示,第1象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)从x轴上的P点以速度v沿与x轴成30°的方向射入第一象限,并恰好垂直于y轴射出。已知OP=d。求:

  1. (1) 粒子所带的电性及磁感应强度B的大小;
  2. (2) 粒子穿过第一象限所用的时间。
如图所示,竖直平面内有一 平面直角坐标系,第一、第四象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小记为B(B未知)。坐标原点O处有一放射源,放射源可以源源不断向一、四象限180°范围内均匀地辐射出质量为m、电荷量为q的正离子。在y轴上固定一能吸收离子的收集板 ,M点坐标为 ,N点坐标为 ,当辐射的离子速率为 时离子打在收集板上的位置最远到N点,最近到M点。不计离子的重力影响及离子间的相互影响,求:
  1. (1) 恰好打到M点的离子在磁场中运动的时间;
  2. (2) 能打到收集板上的离子数占辐射总数的比例。