1、选择题 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是

[? ]
A.a粒子速率最大
B.c粒子速率最大
C.a粒子在磁场中运动的时间最短
D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,不计重力。在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为R的圆弧。粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正,则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是

[? ]
A、
B、
C、
D、
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P+在磁场中转动θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+

A.在电场中的加速度之比为1∶1
B.在磁场中运动的半径之比为∶1
C.在磁场中转过的角度之比为1∶2
D.离开电场区域时的动能之比为1∶3
参考答案:BCD
本题解析:
离子在电场中加速过程中,由于电场强度相同,根据牛顿第二定律可得a1∶a2=q1∶q2=1∶3,选项A错误;在电场中加速过程,由动能定理可得
,在磁场中偏转过程:
,两式联立可得:
,故r1∶r2=∶1,选项B正确;设磁场宽度为d,根据
可得:
,联立解得
,选项C正确;由
可知Ek1∶Ek2=1∶3,选项D正确.
本题难度:一般
4、简答题 地球周围存在着吃磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为磁漂移.以下是描述一种假设的磁漂移运动.在某真空区域有一质量为m电量为q的粒子(重力不计),在x=0,y=0处沿y方向以速度v0运动,空间存在垂直纸面的匀强磁场,在y>0的区域中,磁感应强度为B1,在y<0的区域中,磁感应强度为B2,且B1与B2的方向相同,B1<B2,粒子在磁场区域内沿x正方向作磁漂移运动,如图所示.
(1)磁感应强度B1与B2的方向如何?
(2)把粒子出发点x=0处作为第0次通过x轴,求第2次过x轴时粒子沿x轴漂移的距离.
(3)从第0次通过x轴,到第2次过x轴时粒子沿x轴方向漂移的平均速度.
参考答案:(1)根据左手定则,粒子受到的洛伦兹力向右,所以磁感应强度B1与B2垂直纸面向外.
(2)设带电粒子在B1和B2中运动的半径分别为r1和r2,周期分别为T1和T2,由公式qvB=mv2r
得r1=mv0qB1;?r2=mv0qB2
粒子第2次过x轴时粒子沿x轴的位移为x=2(r1-r2)=2(mv0qB1-mv0qB2)
(3)粒子做圆周运动的周期T1=2πmqB1;T2=2πmqB2
从第0次通过x轴,到第2次过x轴运动的时间t=12(T1+T2)
由平均速度v=xt
解得:v=2v0(B2-B1)π(B1+B2)
答:(1)磁感应强度B1与B2垂直纸面向外;
(2)第2次过x轴时粒子沿x轴漂移的距离x=2(mv0qB1-mv0qB2).
(3)从第0次通过x轴,到第2次过x轴时粒子沿x轴方向漂移的平均速度v=2v0(B2-B1)π(B1+B2).
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场,同一种带电粒子从O点射入磁场.当入射方向与x轴正方向的夹角α=45°时,速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场,如图所示,当α=60°时,为了使速度为v3的粒子从a、b的中点c射出磁场,则速度v3应为( )

A.
(v1+v2)
B.
(v1+v2)
C.
(v1+v2)
D.
(v1+v2)