1、简答题 空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场其方向随时间作周期性变化,磁感应强度B随时间t变化的图线如图(甲)所示.规定B>0时,磁场方向垂直纸面向外.现在磁场区域中建立一与磁场方向垂直的平面直角坐标系xoy,如图(乙)所示.一电量q=5π×10-7C质量m=5×10-10kg的带正电粒子,位于原点O处,在t=0时刻以初速度v0=πm/s沿x轴正方向开始运动,不计重力作用,不计磁场变化可能产生的一切其他影响.试求:

(1)带电粒子的运动半径;
(2)带电粒子从O点运动到P(4,4)点的最短时间;
(3)要使带电粒子过图中的P点,则磁场的变化周期T为多少?
参考答案:
(1)设粒子运动半径为R,则有
qvB=mv2R?
得:R=mvqB=0.01m
(2)设点电粒子的运动周期为T粒,则:
T粒=2πmqB=0.02s

?若磁场的变化周期T的12恰好为带电粒子运动周期T粒的14,即它的轨迹为4个14圆相连接,它的运动轨迹如图所示,此种情况带点粒子从O点运动到P点所用的时间最短,设为t,则:
t=T粒=0.02s
(3)要使带电粒子经过P点,则磁场变化的周期T和带电粒子在磁场中的运动周期T粒之间应满足的关系为:
T2=(n+14)T粒?
即:T=0.04×(n+14)s? n=0,1,2,3…
答:(1)带电粒子的运动半径为0.01m;
(2)带电粒子从O点运动到P(4,4)点的最短时间为0.02s
(3)要使带电粒子过图中的P点,则磁场的变化周期T为0.04×(n+14)s? n=0,1,2,3…
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图,平面直角坐标系的第I象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B。一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则

[? ]
A.该粒子带正电
B.A点与x轴的距离为
C.粒子由O到A经历时间
D.运动过程中粒子的速度不变
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是

[? ]
A.
,正电荷
B.
,正电荷
C.
,负电荷
D.
,负电荷
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场,电场强度大小为E,方向竖直向上.当粒子穿出电场时速度大小变为原来的
倍,已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计.粒子进入磁场时的速度如图所示与水平方向60°角.试解答:
(1)粒子带什么性质的电?
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?
(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?

参考答案:(1)粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知,粒子带负电.
(2)由于洛伦兹力对粒子不做功,故粒子以原来的速率进入电场中,
设带电粒子进入电场的初速度为v0,在电场中偏转时做类平抛运动,
由题意知粒子离开电场时的末速度大小为vt=
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计).则下列说法正确的是( )
A.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
C.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
D.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远