题目内容

如图K37－2所示，在一矩形区域内不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若该矩形区域内加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°.利用以上数据可求出(　　)

A．带电粒子的比荷

B．带电粒子在磁场中运动的周期

C．带电粒子的初速度

D．带电粒子在磁场中运动的半径

图K37－2

AB　[解析] 由带电粒子在磁场中运动的偏转角可知，带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，由几何关系得磁场宽度l＝rsin60°＝sin60°，又由未加磁场时有l＝vt，所以可求得比荷＝，选项A正确；周期T＝可求出，选项B正确；因初速度未知，所以选项C、D错误．

练习册系列答案
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如图K37－6所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R＝10 cm的圆柱形筒内有B＝10－4 T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形筒某一直径的两端开有小孔作为入射孔和出射孔．粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷为＝2×1011 C/kg的阳离子，粒子束中速度分布连续，不计重力．当角θ＝45°时，出射粒子速度v的大小是(　　)

A.×106 m/s　　　　B．2 ×106 m/s

C．2 ×108 m/s  D．4 ×106 m/s

图K37－6

在真空中，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向里的大小也为B的匀强磁场，如图K37－11所示．一个带正电的粒子从边界上的P点沿半径向外以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m＝2×10－10 kg，带电荷量q＝＋5×10－6 C，不计重力，磁感应强度B＝1 T，粒子运动速度v0＝5×103 m/s，圆形区域半径r＝0.2 m．求粒子第一次回到P点所需的时间．

图K37－11

如图K37－12所示，在空间有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力，不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)．试求：

(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；

(2)Q点到O点的距离．

图K37－12

如图K37－13所示，条形区域AA′BB′中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B的大小为0.3 T，AA′、BB′为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，宽度d＝1 m．一束带正电的粒子从AA′上的O点以沿着与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场．当粒子的速度小于某一值v0时，粒子在磁场区域内的运动时间t0＝4×10－6 s；当粒子速度为v1时，刚好垂直边界BB′射出磁场．取π≈3，不计粒子所受重力．求：

(1)粒子的比荷；

(2)速度v0 和v1 的大小．

图K37－13

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