1、计算题 如图所示,在y轴右侧平面内存在垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。坐标原点O有一放射源,可以连续不断地向y轴右侧面内沿各个方向放射出比荷
=4×106C/kg的正离子,这些正离子的速率分别在0到2×106m/s的范围内,不计离子的重力及它们之间的相互作用。

(1)求离子打到y轴上的范围
(2)若在某时刻沿+x方向放射出各种速率的离子,求经过t=
×10-7s时这些离子所在位置构成的曲线方程。
(3)若从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射出各种速率的离子,求经过t=
×10-7s时已进入磁场的离子可能出现的区域面积。
参考答案:(1)0~2m;(2)
;(3)1.4m2
本题解析:(18分)(1)由
?得R=1m?(3分)
离子打到y轴上的范围为0~2m?(2分)
(2) 离子在磁场中做圆周运动的周期为
?(2分)
设这些离子经过
时,其轨迹所对应的圆心角为
,则?
?(1分)
令t时刻离子所在位置坐标为(x,y),则
;?
?(2分)
?(2分)
(3)从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子,求经过
t=时已进入磁场的离子可能出现的区域如图阴影部分所示,

其面积为
(6分)

本题难度:一般
2、选择题 如图所示,一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域沿曲线ab运动,且通过b点离开磁场。已知电子的质量为m,电量为e,磁场的磁感应强度为B,ab的弧长为s,不计重力,则该电子在磁场中运动的时间为? (? )

A.t=
B.t=
C.t=
arcsin(
)
D.t=
arcos(
)
参考答案:BC
本题解析:画出粒子的轨迹,由几何知识可得
,解得
,所以粒子在磁场中的
,即轨迹的圆心角为
,所以粒子在磁场中的运动时间为
,C正确,D错误
因为粒子做匀速圆周运动,所以时间可用弧长与速度的比值求的,即
,A错误,B正确,
点评:做此类型的问题时,需要先画出粒子的运动轨迹然后根据几何知识求解
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,若一束电子沿y轴正方向移动,则在z轴上某点A的磁场方应该是?(? )

A.沿x轴的正向
B.沿x轴的负向
C.沿z轴的正向
D.沿z轴的负向
参考答案:B
本题解析:电子沿y轴正方向移动,相当于电流方向沿y轴负方向移动,根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向.故选项B正确.
本题难度:简单
4、选择题 质量为m,电量为q的带正电小物块在磁感强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动,如图所示。物块经时间t移动距离S后停了下来,设此过程中,q不变,则
[? ]

A.S> 
B.S<
C.t>
D.t<
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (10分)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,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的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=2×10-10kg,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点所需时间.(结果用π表示)
?
参考答案:16π×10-5 s.
本题解析:由洛伦兹力提供向心力:由qv0B=m
求得R=0.2 m=r?……………………3分
轨迹如图所示T=
=8π×10-5 s?………4分
运动时间为t=2T=16π×10-5 s.?………3分

本题考查带电粒子在磁场中的偏转,由洛伦兹力提供向心力,计算半径大小,根据粒子偏转轨迹和几何关系,求得运动时间为两个周期
本题难度:一般