1、选择题 质量为?m、电量为?e?的电子以速度?v0?沿?AB?边射入边长为?a?的等边三角形的匀强磁场区域中,如图所示.为使电子从?BC?边穿出磁场,磁感应强度?B?的取值范围为( )
A.B>
B.B<
C.B>
D.B<
参考答案:

根据洛伦兹力提供向心力,有
Bev0=mv02r
解得:B=mv0eR
磁感应强度越小半径越大;粒子通过C点的轨迹如图.
根据几何关系,得到半径为R=
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图甲所示的坐标系中,第四限象内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,
方向的宽度OA=20
cm,
方向无限制,磁感应强度B0=1×10-4T。现有一比荷为q/m=2×1011C/kg的正离子以某一速度从O点射入磁场,α=60°,离子通过磁场后刚好从A点射出。

小题1:求离子进入磁场B0的速度的大小;
小题2:离子进入磁场B0后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场,使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值;
小题3:离子进入磁场B0后,再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与B0方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求离子从O点到A点的总时间。
参考答案:
小题1:
m/s
小题2:
T
小题3:
s
本题解析:(1)如图所示,由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半径
(2分)


离子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向前心力
?求得:
m/s(2分)
(2)由
知,B越小,r越大。设离子在磁场中最大半径为R,由几何关系得:
m(2分)?由牛顿运动定律得
求得
T(2分)则外加磁场
T(1分)
(3)离子在原磁场中运动周期
s(1分)离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场的过程中轨迹对应的圆心角
?(2分)
此时施加附加磁场时离子在磁场中能做的圆周运动的最大半径为r2由几何关系知:
(m)(1分)
离子在有附加磁场时运动半径为r3 .则
,求得
m
因
,所以离子能做完整的圆周运动(2分)
离子在外加磁场后时,
s?对照外加磁场的规律可知,每隔
s离子在周期性外加磁场时,离子恰可做一次完整的匀速圆周运动,共做三次,最后在A点离开磁场。
离子从O点进入到A点 射出的总时间为
s…(3分)
本题难度:简单
3、简答题
(1)粒子进入磁场B2时的速度v;
(2)打在a、b两点的粒子的质量之差△m。
参考答案:(1)
(2)△m=m1-m2=
本题解析:(1)两极板间电场强度
?
粒子在电容器中做直线运动,故
?
解得
?
(2)带电粒子在匀强磁场B2中做匀速圆周运动,
则
?
打在a处的粒子的轨道半径
?
打在b处的粒子的轨道半径
?
又△x=2R1-2R2?
联立③⑤⑥⑦得△m=m1-m2=
本题难度:一般
4、填空题 三个速度不同的同一种带电粒子,沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时,对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°,则它们在磁场中的运动时间之比为___。

参考答案:3:2:1
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 要把动能和速度方向都相同的质子和α粒子分离开,则
A.用电场和磁场都可以
B.用电场和磁场都不行
C.只能用电场而不能用磁场
D.只能用磁场而不能用电场