题目内容

如图所示，OP、OQ为匀强磁场的边界，磁场分布足够广，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．一质量为m、电量为q的电荷（重力不计）以平行于OQ边的速度从M点垂直磁场射入，并从N点垂直OQ离开，已知θ=30°，OM=l，则（　　）
A．该电荷在磁场中运动的轨道半径等于
l
2
B．该电荷在磁场中运动的轨道半径等于l
C．该电荷在磁场中运动的时间为
πm
6qB
D．该电荷在磁场中运动的时间为
πm
2qB

A、B：根据题意画出粒子运动的轨迹如图，由图中的几何关系得：


R=
.
OM
sin30°=L×
1
2
=
L
2
．故A正确，B错误；
C、D：设粒子运动的速度为v，运动的周期为T，由洛伦兹力提供向心力，得：qvB=
mv2
R
，又：T=
2πR
v
，解得：T=
2πm
qB
；
由图中可得，粒子转过的角度是
1
4
圆弧，所以：t=
1
4
T=
πm
2qB
故C错误，D正确．
故选：AD
练习册系列答案
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一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率V垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中(如图11)。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图1中纸面向里。

(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明:直线O与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。
电子质量为m、电量为e，从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限（包括x轴、y轴），射入时速度方向不同，速度大小均为v0，如图所示．现在某一区域加方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场，并保证粒子均从O点进入磁场，磁感应强度为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上，荧光屏与y轴平行，求：
（1）荧光屏上光斑的长度；
（2）所加磁场范围的最小面积．
一质量为m、电荷量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流为多大（　　）
A．
q2B
2πm
B．
2πm
q2B
C．
2πq2
Bm
D．
Bm
2πq2
（A）如图所示，在边长为L=1m的等边三角形ACD区域内，存在磁感应强度为B=
3
3
T、方向垂直纸面向外的匀强磁场，现有一束比荷
q
m
=102C/kg带正电粒子，从AC边中点P以平行于CD边的某一速度射入磁场，粒子的重力可忽略不计．
（1）若粒子进入磁场时的速度大小为v0=10m/s，求粒子在磁场中运动的轨道半径；
（2）若粒子能从AC边飞出磁场，求粒子在磁场中的运动时间；
（3）为使粒子能从CD边飞出磁场，粒子进入磁场时的速度大小应满足的条件？
如图所示，一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后，均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=
3
R
2mU
q
的匀强磁场中．已知匀强电场的宽度为d=
1
2
R，匀强磁场由一个长为2R、宽为
1
2
R的矩形区域组成，磁场方向垂直纸面向里，粒子间的相互作用和重力均不计．
（1）若加速电场加速电压为9U，求粒子在电磁场中运动的总时间；
（2）若加速电场加速电压为U，求粒子在电磁场中运动的总时间．
如题图1所示的坐标系内，在x0（x0＞0）处有一垂直工轴放置的挡板．在y轴与挡板之间的区域内存在一个与xoy平珏垂直且指向纸内的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T．位于坐标原点O处的粒子源向xoy平面内发射出大量同种带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均为vo=1.0×106m/s，方向与x轴正方向的夹角为θ，且0≤θ≤90°．该粒子的比荷为
q
m
=1.0×108C/kg，不计粒子所受重力和粒子间的相互作用，粒子打到挡板上后均被挡板吸收．
（1）求粒子在磁场中运动的轨道半径R：
（2）如题图2所示，为使沿初速度方向与x轴正方向的夹角θ=30°射出的粒子不打到挡板上，则x0必须满足什么条件？该粒子在磁场中运动的时间是多少？
（3）若x0=5.0×10-2m，求粒子打在挡板上的范围（用y坐标表示），并用“”图样在题图3中画出粒子在磁场中所能到达的区域：
如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，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，则下列说法错误的是（　　）
A．三个粒子都带正电荷
B．c粒子速率最小
C．c粒子在磁场中运动时间最短
D．它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc
如图所示的装置中，N为水平放置的金属网板，M为与之平行的金属板，MN相距4.5cm，两板间电压=2.30V，网板上方为垂直纸面大小为6.28×T的匀强磁场，P与S正对．设想在某一时刻，一个自由电子从P点由静止开始运动，并穿过网板最后到达S'，已知SS'相距3.27×m，设自由电子始终不会被吸附，整个装置放在真空中．求该自由电子从P第一次到达S'所需的时间．(电子荷质比e/m=1.76×C/kg)

 

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