1、选择题 带电离子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径。若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为Ta、Tb。则一定有
A.qa<qb
B.ma<mb
C.Ta<Tb
D.
参考答案:A
本题解析:根据洛伦兹力提供向心力有,
,可得离子的运动半径为
,[学-科网离子的动量大小相等,且在同一个磁场中,则q与R成反比,已知Ra>Rb,可得qa<qb,A正确;已知它们的动量大小相等,但不知速度的大小关系,无法比较它们的质量大小关系,B错误;因为
,不知速度的大小关系,无法比较它们的周期大小,C错误;因为不知道质量的关系,所以它们的比荷的大小关系不能确定,D错误。
本题难度:一般
2、选择题 一个所受重力可以忽略的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它又垂直进入另一相邻的磁感应强度为2B的匀强磁场,则? (? )?
A.粒子的速率加倍,周期减半
B.粒子的速率不变,轨道半径减小
C.粒子的速率减半,轨道半径减为原来的1/4
D.粒子的速率不变,周期减半
参考答案:BD
本题解析:由于洛伦兹力永远不做功,所以粒子的速率不变,AC错;由半径公式
可知半径变为原来的一半,由周期公式
可知周期减半,BD正确
点评:难度较小,粒子在只受洛伦兹力的情况下做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,洛伦兹始终不做功
本题难度:简单
3、填空题 如图11所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是?,穿透磁场的时间是?。
参考答案:m=2dBe/v?t=πd/3v。
本题解析:根据几何关系可知运动半径为2d,
,所以可得电子质量m=2dBe/v
周期
,电子在磁场中转过30°角,所以穿透磁场的时间t=T/12=πd/3v
故答案为:m=2dBe/v? t=πd/3v
本题难度:简单
4、计算题 (18分)如图所示,竖直平面内边长为a的正方形ABCD是磁场的分界线,在正方形的四周及正方形区域内存在方向相反、磁感应强度的大小均为B的与竖直平面垂直的匀强磁场,M、N分别是边AD、BC的中点。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点沿MN方向射出,带电粒子的重力不计。

(1)若在正方形区域内加一与磁场方向垂直的匀强电场,恰能使以初速度v0射出的带电粒子沿MN直线运动到N点,求所加电场的电场强度的大小和方向。
(2)为使带电粒子从M点射出后,在正方形区域内运动到达B点,则初速度v0应满足什么条件?
(3)试求带电粒子从M点到达N点所用时间的最小值,并求出此条件下粒子第一次回到M点的时间。
参考答案:(1)E=Bv0方向竖直向下 ?(2)v0=5aqB/4m?(3)t’=2T=4
m/qB
本题解析:(1)由题意,电场力与洛伦兹力平衡,有:qE=qv0B
解得E=Bv0
因带电粒子带正电,知电场强度的方向竖直向下
(2)此时,带电粒子的运动轨迹如图甲所示,
根据几何关系得R2=a2+(R-a/2)2
解得R=5a/4
由牛顿第二定律得qv0B=mv02/R
解得v0=5aqB/4m
(3)由题意可画出带电粒子的运动轨迹如图乙所示,可得带电粒子在两磁场中的轨道半径均为r=a/2
带电粒子在正方形区域内的运动时间t1=T/4
在正方形区域外的运动时间t2=3T/4
由qvB=4 m
2r/T2,可得T=2
m/qB
故带电粒子从M点到达N点所用时间的最小值t=t1+t2=2
m/qB ,
画出带电粒子从N点继续运动的轨迹如图丙所示,知带电粒子可以回到M点,由对称性,回到M点的时间为t’=2T=4
m/qB

本题难度:一般
5、选择题 下列说法中正确的是( )
A.带电粒子在磁场中运动时,只有当其轨迹为圆时才有洛伦兹力不对带电粒子做功
B.不论带电粒子在磁场中做何运动,洛伦兹力均不对带电粒子做功
C.因为安培力是洛伦兹力的宏观表现,因而安培力使通电导体运动时,也不对导体做功
D.因为洛伦兹力对运动电荷不做功,因此带电粒子在磁场中运动时,它的速度不发生变化
参考答案:A、B、根据左手定则,洛伦兹力与速度垂直,永不做功,与运动情况无关,故A错误,B正确;
C、安培力是洛伦兹力的宏观表现,安培力可以做功,故C错误;
D、因为洛伦兹力对运动电荷不做功,因此带电粒子在磁场中运动时,它的速度大小不发生变化,但方向会改变,故D错误;
故选:B.
本题解析:
本题难度:简单