1、计算题 沿水平方向放置的平行金属板的间距为d,两板之间是磁感应强度为B的匀强磁场,如图所示,一束在高温下电离的气体(等离子体),以v射入磁场区,在两板上会聚集电荷出现电势差,求:
(1)M、N两板各聚集何种电荷?
(2)M、N两板间电势差可达多大?

参考答案:(1)上正下负?
(2)UMN=BdV
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 有a、b、c三个带正电粒子,其质量之比为ma:mb:mc=1:2:3,带电量相同,以相同的初动能垂直射入同一匀强磁场中,都做匀速圆周运动,则(?)
A.轨道半径最大的是a
B.轨道半径最大的是c
C.轨道周期最大的是c
D.轨道周期最小的是c
参考答案:BC
本题解析:由于带电粒子在磁场中作圆周运动时半径满足
,由于粒子动能相同,代入题中数据得Ra:Rb:Rc=
,则B正确;粒子运动周期
,则Ta:Tb:Tc=1:2:3,则C正确。
本题难度:一般
3、选择题 如图,使阴极射线管发出的电子束发生偏转的作用力是

A.电场力
B.安培力
C.万有引力
D.洛仑兹力
参考答案:D
本题解析:电子束发生偏转的作用力是磁场对运动电荷的作用力,叫做洛伦兹力,D对,AC错;磁场对通电导线的作用力叫做安培力,B错。
点评:本题学生清楚洛伦兹力的定义,安培力的定义。
本题难度:简单
4、选择题 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,带电粒子飞出此区域时,速度方向偏转了
,根据上述条件可求得的物理量为( )

A.带电粒子的初速度
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
参考答案:CD
本题解析:设圆柱形区域的横截面半径为R,添加磁场后带电粒子在磁场中圆周运动半径为r,带电粒子的初速度为v,根据题意有,
?
?
?由这三个式子可得带电粒子的比荷
?,带电粒子在磁场中运动的周期
?,CD正确。
本题难度:一般
5、计算题 (2012年2月天水一中检测)如图所示,圆形区域的匀强磁场,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,边界跟y轴相切于坐标原点O。 O点处有一放射源,沿纸面向各方向射出速率均为v的某种带电粒子,带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍。已知该带电粒子的质量为m、电量为q,不考虑带电粒子的重力。
(1)推导粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径;
(2)求粒子通过磁场空间的最大偏转角;
(3)若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹,则从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是多长?(已知arctan2=
)
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)带电粒子进入磁场后,受洛仑兹力作用,由牛顿第二定律得:
,?
。
(2)设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为φ,
则
x是粒子在磁场内轨迹的两端点的直线距离。
x最大值为2R,对应的就是φ最大值.,由题述2R=r
所以
(3)设粒子与边界相邻两次碰撞过程通过的弧长所对的圆心角为2θ,该弧长所对磁场边界圆的圆心角为2β。如图所示。

则tan
=
,?
=
,
由图中的几何关系,可得θ+β=π/2,
=
要使粒子还能通过O点,应满足
(
均为正整数)
即
(
均为正整数)
当粒子第一次回到O点,应取
又α粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是

本题难度:一般
Fortune favours the bold. 天助勇者。