1、计算题 如图所示,在倾角为30°的斜面OA左侧有一竖直档板,档板与斜面OA间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T,档板上有一小孔P,OP=0.6m,现有一质量m=4×10-20kg,带电量q=+2×10-14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平射进磁场区域。粒子重力不计。
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径是多少?
(2)通过调整粒子进入磁场的速度大小可以控制粒子打到斜面OA时的速度方向,现若要粒子垂直打到斜面OA上,则粒子进入磁场的速度该调整为多少?此情况下粒子打到斜面OA的时间又为多少?

参考答案:解:(1)粒子进入磁场有Bqv0=m
∴R=
=0.3m
(2)若要粒子垂直打在A板上,其粒子轨迹如图,O点即为圆周运动的圆心

∴R′=
=0.6m
则v=2v0=6×104m/s
粒子打到斜面上的时间t=
R′/v =
×10-5s
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 有一圆形边界的匀强磁场区域,一束质子流以不同的速率,由圆周上的同一点,沿半径方向射入磁场,如图所示,质子在磁场中?( )?

A.路程长的运动时间长? B.速率小的运动时间短
C.偏转角度大的运动时间长? D.运动的时间有可能无限长
参考答案:C
本题解析:带电粒子在磁场中的运动,根据周期公式
可知周期不变,运动时间的长短由圆弧对应的圆心角决定,由于速率不同,则运动轨迹不同,不能根据路程的长短判断运动时间,C对;ABD均错;
点评:难度中等,带电粒子在磁场中运动时,如果周期相同,则运动时间由圆心角决定,与弧长没有关系
本题难度:一般
3、简答题 如图为某种新型设备内部电、磁场分布情况图.自上而下分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域.区域Ⅰ宽度为d1,分布沿纸面向下的匀强电场E1;区域Ⅱ宽度为d2,分布垂直纸面向里的匀强磁场B1;宽度可调的区域Ⅲ中分布沿纸面向下的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B2.现在有一群质量和带电量均不同的带电粒子从区域Ⅰ上边缘的注入孔A点被注入,从静止开始运动,然后相继进入Ⅱ、Ⅲ两个区域,满足一定条件的粒子将回到区域Ⅰ,其他粒子则从区域Ⅲ飞出.三区域都足够长,粒子的重力不计.
已知能飞回区域I的粒子质量m=6.4×10-27kg,带电量q=3.2×10-19C且d1=10cm,d2=5
cm,d3>10cm?E1=E2=40v/m,B1=4×10-3T,B2=×10-3T
求:能飞回区域Ⅰ的粒子第一次回到区域Ⅰ上边缘时离A的距离?
参考答案:

粒子在电场E1中做匀加速运动,由动能定理得
? qE1d1=12mv2
得:v=2×104m/s,方向竖直向下
粒子在磁场B1中偏转,则有:
qB1V=mv2R1
得:R1=0.1m
又sinθ=d2R1,得:θ=450
即粒子离开区域Ⅱ时的速度方向与X轴正向成45°角
粒子在E2与B2叠加场中:将速度V分解为Vx、Vy,则
? Vx=Vy=Vsin45°=
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场,打在腔壁上被吸收,则由小孔c和d射出的电子的速率之比_______。

参考答案:vc:vd =2:1
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 一束粒子中有带正电的,也有带负电的,还有不带电量的。为把它们区分开来,现在让粒子束垂直射入某一磁场中,如图2—5所示,则粒子束分为a、b、c三束,其中带正电是 ,带负电的是 ,不带电的是 。
参考答案:c,a,b。
本题解析:带电粒子在磁场中的运动专题.该题考察了带电粒子在磁场中的偏转,先由偏转方向判断出粒子的受力方向,再由左手定则判断出粒子的带电情况,由图首先可判断出B束粒子是不带电的.A束粒子和C束粒子是带电的,由左手定则可判断出所带的电性.
粒子垂直于磁场的方向射入匀强磁场后分为a、b、c三束:
b束没有发生偏转,可知B束没有受到洛伦兹力作用,所以B束粒子是不带电的.
A束向左偏转,是受到了向左的洛伦兹力作用,由左手定则可判断此束粒子带负电.
C束向左偏转,是受到了向右的洛伦兹力作用,由左手定则可判断此束粒子带正电.
故答案为:c,a,b
本题难度:一般