1、简答题 如图5所示,匀强磁场中磁感应强度为B,宽度为d,一电子从左边界垂直匀强磁场射入,入射方向与边界的夹角为
,已知电子的质量为m,电量为e,要使电子能从轨道的另一侧射出,求电子速度大小的范围。
参考答案:电子从另一侧射出的条件是速度大于
本题解析:如图6所示,当入射速度很小时电子会在磁场中转动一段圆弧后又从同一侧射出,速率越大,轨道半径越大,当轨道与边界相切时,电子恰好不能从另一侧射出,当速率大于这个临界值时便从右边界射出,设此时的速率为
,带电粒子在磁场中作圆周运动,由几何关系得

? ①
电子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力
,所以
? ②
①②联立解得
所以电子从另一侧射出的条件是速度大于
。
本题难度:简单
2、简答题 摆长为ι的单摆在匀强磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图10-14所示。摆动中摆线始终绷紧,若摆球带正电,电量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力T多大?
参考答案:
本题解析:球从左右两方经过最低点,因速度方向不同,引起f洛不同,受力分析如图10-15所示。由于摆动时f洛和F拉都不做功,机械能守恒,小球无论向左、向右摆动过C点时的速度大小相同,方向相反。

摆球从最高点到达最低点C的过程满足机械能守恒:

当摆球在C的速度向右,根据左手定则,f洛竖直向上,根据牛顿第二定律则有

当摆球在C的速度向左,f洛竖直向下,根据牛顿第二定律则有

所以摆到最低处时,摆线上的拉力

【评析】
要避免本题错解的失误,就要对题目所叙述的各个状态认真画出速度方向,用左手定则判断洛仑兹力的方向。其余的工作就是运用牛顿第二定律和机械能守恒定律解题。
本题难度:一般
3、填空题 电子的速率V=3.0×106 m/s沿着与磁场垂直方向射入B=0.10 T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是__________N。
参考答案:4.8×10-14
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 设匀强磁场方向沿z轴正向,带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力f作用的方向沿y轴正向,如图所示,则该带负电的粒子速度方向为
[? ]

A、一定沿x轴正向
B、一定沿x轴负向
C、可能在xOz平面内
D、可能在xOy平面内
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、填空题 如上右图所示,是显象管电子束运动的示意图.设电子的加速电压为U,匀强磁场区的宽度为L.要使电子从磁场中射出时在图中所示的120?的范围内发生偏转(即上下各偏转60?),则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______。
参考答案:
本题解析:如图所示,如果磁场是垂直纸面向外的,那么电子是向上偏的。磁场越强,偏离越大。如果把磁场方向只是反过来,那么就是对称的偏转。当电子通过加速电场后,根据动能定理可得
,当电子向上偏转60°时,磁场最大,根据几何知识可得
,因为
,所以联立上式可得
,磁场垂直向里时也如此,故
本题难度:简单