1、选择题 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O点以相同的速度v0先后射入磁场中,入射方向与边界夹角为θ,则正、负离子在磁场中(?)

A.运动轨迹的半径相同
B.运动时间相同
C.重新回到边界时速度的大小和方向相同
D.重新回到边界的位置与O点的距离不相等
参考答案:AC
本题解析:根据
可知,正负离子的半径应相同,A正确。根据左手定则发现正电荷向左偏转,负电荷向右偏转,它们在磁场中所通过的圆心角不同,尽管周期相同
,所以它们运动时间并不同,B错。由于洛伦兹力不做功,所以重新回到边界时速度的大小相同。根据轨迹可以判断,正电荷回到边界速度方向为与边界斜向下夹角为θ,负电荷回到边界速度方向为与边界斜向下夹角为θ,所以C正确。根据对称性可知,它们再次回到边界距离O点的距离都为2Rsinθ,所以D正确。
点评:此类题型通过考察粒子在磁场中做匀速圆周运动运动的偏转问题来考察对这一问题的理解。本题非常具有代表性
本题难度:一般
2、填空题 如图11所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是?,穿透磁场的时间是?。
参考答案:m=2dBe/v?t=πd/3v。
本题解析:根据几何关系可知运动半径为2d,
,所以可得电子质量m=2dBe/v
周期
,电子在磁场中转过30°角,所以穿透磁场的时间t=T/12=πd/3v
故答案为:m=2dBe/v? t=πd/3v
本题难度:简单
3、选择题 中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是( )

A.上表面的电势高于下表面
B.下表面的电势高于上表面
C.增大h时,上下表面的电势差增大
D.增大d时,上下表面的电势差增大
参考答案:BC
本题解析:由于磁场方向是指向里的,电流方向是指向右的,故自由电子的定向移动方向是向左的,根据左手定则,电子在磁场中受到向上的沦兹力,从而向上运动,所以上表面积累了大量的自由电子从而带负电,下表面带正电,故下表面的电势高于上表面,A不对,B正确;增大h时,相当于导体在磁场中切割磁感线运动的长度变长了,故两端产生的电势差变大,故C是正确的,也可以这样认为:由于平衡时,电子受到的电场力等于磁场力,即
,故h越大,上、下表面的电势差就越大。
本题难度:一般
4、选择题

如图所示,在虚线所围的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场,从边缘A点处有一束速率各不相同的质子沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中运动的过程中,下面的说法中正确的是[ ]
A.运动时间越长的,其轨迹也越长
B.运动时间越长的,其轨迹所对的圆心角也越大
C.运动时间越长的,射出磁场时的速率也越大
D.运动时间越长的,射出磁场时速度方向偏转也越大
参考答案:BD
本题解析:
粒子垂直于磁场射入,它在磁场中的运动轨迹是一段圆弧,由于做圆周运动周期T=2πm/qB,在磁感应强度B及粒子的质量m和电荷量q都一定的条件下,运动周期跟粒子的速度v以及圆周半径无关.本题粒子在磁场内的运动轨迹不是一个圆周而是一段圆弧,它在磁场中的运动时间跟圆弧的弧度值有关,即与粒子的偏转角度大小有关,而与粒子的速度无关.因此BD两选项正确.
本题难度:简单
5、计算题 (10分)如图,在
T的匀强磁场中,CD是垂直于磁场方向上的同一平面上的两点,相距d=0.05m,磁场中运动的电子经过C时,速度方向与CD成
角,而后又通过D点,

求:
(1)在图中标出电子在C点受磁场力的方向。
(2)电子在磁场中运动的速度大小。
(3)电子从C点到D点经历的时间。
(电子的质量
?电量
)(3)t=6.5×10-9s
参考答案:(1)磁场力方向垂直v斜向右下(2)v=8.0×106m/s
本题解析:(1)由左手定则判断,电子受磁场力方向垂直v斜向右下。
(2)由几何关系,电子圆运动半径r=d?(1)
由洛伦兹力提供向心力,有evB=mv2/r?(2)
由两式解得 v=eBr/m,代入数据得v=8.0×106m/s
(3)∵
? , t=T/6=
m/3eB代入数据得t=6.5×10-9s
点评:本题难度较小,分析粒子在匀强磁场中的运动问题时, 首先是画出大概的运动轨迹,先找圆心后求半径,结合几何知识确定圆心角或半径大小,由圆心角求运动时间
本题难度:简单