1、计算题 如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B。一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q,粒子所受重力不计)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ。求:
(1)该粒子射出磁场的位置;
(2)该粒子在磁场中运动的时间。?

参考答案:解:(1)设从A点射出磁场,O、A间的距离为L,射出时速度的大小仍为v,射出方向与x轴的夹角仍为θ,由洛伦兹力公式和牛顿定律可得:qv0B=m
式中R为圆轨道半径,解得:R=
?①
圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得:
=Rsinθ?②
联解①②两式,得:L=
所以粒子离开磁场的位置坐标为(-
,0)
(2)因为T=
=
所以粒子在磁场中运动的时间,t=
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带正电粒子从平板上狭缝O处以与平板成θ的初速度v射入磁场区域如图,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比。
参考答案:
本题解析:带电粒子从O点垂直射入磁场,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.又从P点射出磁场,则PO连线就是运动圆弧的直径,由长度、运动速度及磁场可确定粒子的比荷.
解:(1)由左手定则可知:粒子带正电

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设其半径为R ,
由几何关系可知:
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,有
qvB=m
由此得
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.
点评:将带电粒子的入射点与出射点连线,即为圆弧对应的弦.当圆心落在弦上,则弦就是直径.
本题难度:一般
3、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
4、选择题 如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。不计重力,不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中R=mv/Bq。哪个图是正确的

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
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