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1、选择题 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是

[? ]
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 在实验室中,需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间,以达到预想的实验效果。现设想在xOy的纸面内存在以下的匀强磁场区域,在O点到P点区域的x轴上方,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在x轴下方,磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,OP两点距离为x0(如图所示)。现在原点O处以恒定速度v0不断地向第一象限内发射氘核粒子。
(1)设粒子以与x轴成45°角从O点射出, 第一次与x轴相交于A点,第n次与x轴交于P点,求氘核粒子的比荷
(用已知量B、x0、v0、n表示),并求OA段粒子运动轨迹的弧长(用已知量x0、v0、n表示)。
(2)求粒子从O点到A点所经历时间t1和从O点到P点所经历时间t(用已知量x0、v0、n表示)。

参考答案:解:(1)氘核粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
解得粒子运动的半径
由几何关系知,粒子从A点到O点的弦长为
,由题意
解得氘核粒子的比荷:
由几何关系得,OA段粒子运动轨迹的弧长:

圆心角:
由以上各式解得

(2)粒子从O点到A点所经历时间:
从O点到P点所经历时间
本题解析:
本题难度:困难
3、填空题
粒子(
)和质子(
)从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两个粒子的动能之比为 ,轨道半径之比为 ,周期之比为 。
参考答案:2:1,
:1, 2:1
本题解析:根据
粒子和质子的电量和质量的关系可得
,
,根据动能定理可得
,所以两个粒子的动能之比
;由
可得
,所以
,根据
可得
,所以
,因此轨道半径之比
;由于
,所以
。
考点:带电粒子在磁场中运动
点评:牢记
粒子和质子的电量、质量的比例关系,知道带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力做向心力,牢记半径公式和周期公式。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是( )
A.在磁场中的运动时间相同
B.在磁场中运动的轨道半径相同
C.出边界时两者的速度相同
D.出边界点到O点处的距离相等