圆形磁场 知识点题库

如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子abc , 以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是 (   )

A . a粒子动能最大 B . c粒子速率最大 C . b粒子在磁场中运动时间最长 D . 它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc
在半径为r的圆形区域内有一匀强磁场,磁场方向如图所示.一束速度不同的质子从磁场边缘的A点沿直径方向飞入磁场后,经不同路径飞出磁场,其中有三个质子分别到达磁场边缘的a,b,c三点.若不计质子间的相互作用力,比较这三个质子的运动情况,下面说法正确的是(    )

A . 到达c点的质子,在磁场中运动的时间最长 B . 到达a点的质子,在磁场中运动的时间最长 C . 到达b点的质子,在磁场中运动的时间最长 D . 这三个质子在磁场中运动的时间相同
如图所示的圆形区域里,匀强磁场的方向是垂直于纸面向内,有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场,不计质子的重力,这些质子在磁场中(    )

A . 运动时间越长,其轨迹对应的圆心角越大 B . 运动时间越长,其轨迹越长 C . 运动时间越短,射出磁场区域时速度越小 D . 运动时间越短,射出磁场区域时速度的偏向角越大

如图所示,圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和带电量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,并从该磁场中射出.若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,下列说法中正确的是 (   )

A . 运动时间较长的,其速率一定较大 B . 运动时间较长的,在磁场中通过的路程较长 C . 运动时间较长的,在磁场中偏转的角度较大 D . 运动时间较长的,射出磁场时侧向偏移量较大
在回旋加速器中,下列说法正确的是(  )

A . 电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋 B . 电场和磁场同时用来加速带电粒子 C . 磁场相同的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大 D . 同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关
如图所示,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
质子( )和 粒子( )以相同速度垂直进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两粒子所受的洛伦兹力之比为,轨道半径之比为

质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放,经MN板间的电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L , 如图所示.已知MN两板间的电压为U , 粒子的重力不计.求:匀强磁场的磁感应强度B.

一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(  )


A . B . C . D .
如图所示为圆柱形区域的横截面.在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时,穿过此区域的时间为t;若该区域加垂直该区域的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转了 ,根据上述条件可求得的物理量为(   )

A . 带电粒子在圆柱形区域有磁场时的运动时间 B . 带电粒子在磁场中运动的半径 C . 带电粒子在磁场中运动的周期 D . 带电粒子的比荷

如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ,从右边界射出时速度方向偏转了θ角,该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了2θ角.已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2 , 则B1与B2的比值为( )

A . 2cosθ B . sinθ C . cosθ D . tanθ
如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是(   )

A . a粒子动能最大 B . c粒子速率最大 C . c粒子在磁场中运动时间最长 D . 它们做圆周运动的周期相同

如图所示,两平行金属板相距为d,与一边长为L、匝数为N匝的正方形线圈相连,正方形线圈内存在着与其平面垂直向里的随时间变化的磁场B,其随时间变化关系为B=B0+kt(k>0),粒子源在t=0时刻从P处释放一个初速度为零的带电粒子,已知带电粒子质量为m,电荷量为q,粒子能从N板加速到M板,并从M板上的一个小孔穿出.在板的上方,有一个环形区域内存在磁感应强度大小为B0 , 垂直纸面向外的匀强磁场.已知外圆半径为2d,内圆半径为d,两圆的圆心与小孔重合(不计粒子重力).


  1. (1) 判断带电粒子的正负和粒子到达M板的速度v;

  2. (2) 若要求粒子不能从外圆边界飞出,k的取值范围是多少?

  3. (3) 已知线圈自感系数很小,若k= ,为使粒子不从外圆飞出,则粒子从P点最多运动多长时间后可让k突然变为0(即线圈中的磁场不再变化)?

一半径为R 圆筒处于匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ù顺时针转动.在该截面内,一质量为m,带电量为q带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计粒子重力,若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则关于带电粒子的运动半径r与磁场的磁感应强度B正确的是(   )

A . r=3R B . r=( +1)R C . B= D . B=
如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一不计重力的带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v,当速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长,且为t;若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为(   )

A . B . C . D .
如图所示,两个横截面分别为圆和正方形,但磁感应强度均相同的匀强磁场,圆的直径D等于正方形的边长,两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直.进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心,进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的,则(   )

A . 两个电子在磁场中运动的半径一定相同 B . 两电子在磁场中运动的时间有可能相同 C . 进入圆形区域的电子一定先飞离磁场 D . 进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场
如图所示,在直角坐标系xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于P(﹣R,0)、Q(0,R) 两点,圆O1内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合,右边界交x轴于M点,一带正电的粒子A(重力不计)电荷量为q、质量为m,以某一速率垂直于x轴从P点射入磁场,经磁场偏转恰好从Q点进入电场,最后从M点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场.求:

  1. (1) OM之间的距离;

  2. (2) 该匀强电场的电场强度E;

  3. (3) 若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子A′,从P点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A′再次回到x轴上某点时,该点的坐标值为多少?

如图所示,在真空中半径r=3.0×102m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T,方向如图的匀强磁场,一批带正电的粒子以初速度v0=1.0×106m/s,从磁场边界上直径ab的一端a沿着各个方向射入磁场,且初速度方向与磁场方向都垂直,该粒子的比荷为1.0×108C/kg,不计粒子重力.取sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

  1. (1) 粒子的轨迹半径;
  2. (2) 粒子在磁场中运动的最长时间;
  3. (3) 若射入磁场的速度改为v0=3.0×105m/s,其他条件不变,求磁场边界上有粒子击中的圆弧的长度.
如图所示,ACD为一半圆形区域,其中O为圆心,AD为直径,∠AOC=90°,半圆形区域内存在着垂直该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一带电粒子(不计重力)从圆弧的P点以速度v沿平行于直径AD方向射入磁场,运动一段时间从C点离开磁场时,并且速度方向偏转了60°角,设P点到AD的距离为d。下列说法中正确的是(   )

A . 该粒子带正电 B . 该子的比荷为 C . 该粒子在磁场中运动时间为 D . 直径AD长度为4d
菜同学设计如图所示的粒子约束装置,空间存在三个同心圆a、b、 c围成的区城,O为圆心,a的半径为 , b的半径为。 a与b之间存在沿径向向外的辐射状电场,a与b之间电压U=500V。 b与c之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T。在圆a上的P点有一比荷为带负电的粒子,沿OP方向以速率开始运动,粒子不穿出约束装置c边界。不计粒子的重力,可能用到的三角函数∶  , 求∶

  1. (1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径r1
  2. (2) 粒子在一个周期内运动的路程s;
  3. (3) 若在P点无初速释放比荷为的带正电的粒子,且a与b之间电压调整为U=297V。粒子从P点开始运动(记作第一次经过P点)到第二次经过P点的过程中,粒子在磁场中运动的总时间t。