带电粒子在磁场中的运动

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1．(2011佛山一模)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是：( )

A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带正电

C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大

D．在Bq2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比m越小

2、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是( )

A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．特斯拉 3．关于磁感线的一些说法, 不正确的是 ( )

A. 磁感线上各点的切线方向, 就是该点的磁场方向 B. 磁场中两条磁感线一定不相交 C. 磁感线分布较密的地方, 磁感应强度较强

D. 通电螺线管的磁感线从北极出来, 终止于南极, 是一条不闭合的曲线 4．由磁感应强度的定义式B=F/IL可知（ ）

Ａ．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零 Ｂ．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零 Ｃ．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的 Ｄ．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关

5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 （ ） A．两环静止不动 B．两环互相靠近 C．两环互相远离 D．两环同时向左运动

6. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可( )

A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向 C．适当增大电流强度 D．使电流反向

7．一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是 ( )

A．向右飞行的正离子束 B、向左飞行的负离子束 N S C、向右飞行的电子束 D、向左飞行的电子束

8．一个质量为m、带电量为q的粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动.下列说法中正确的是（ ）

A、它所受的洛伦兹力是恒定不变的； B、它的动量是恒定不变的； C、它的速度与磁感应强度B成正比； D、它的运动周期与速度的大小无关

9．有三束粒子，分别是质子（p），氚核（31H）和α粒子，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向

射入匀强磁场，（磁场方向垂直于纸面向里）则在下面四图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（ ）

10．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量q的液滴做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为：（ ）

A、Eq/g，BgR/E； B、B2

qR/E，E/B；

C、BRq/g，qRg； D、Eq/g，E/B；

11、如图10-1所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做( )

A．加速直线运动 B．匀速直线运动

C．匀速圆周运动 D．简谐运动

12．如图，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为( ) A. B=mgsinα/IL，方向垂直斜面向下

B.B=mgsinα/IL，方向垂直水平面向上

m C. B=mgtanα/IL，方向竖直向下

α D. B=mgsinα/IL，方向水平向右

13．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中( ) A带电小球的动能将会增大

- a B 带电小球的电势能将会增大

b C带电小球所受洛伦兹力将会减小 D带电小球所受电场力将会增大 P 14．如图,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于

+ 匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )

B A小球的动能相同 B丝线所受的拉力相同 16.如图所示，有一质量M=2kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小物块a、b静止在板上的C点，a、b间绝缘且夹有少量炸药．已知ma=2kg，mb=1kg，a、b与小车间的动摩擦因数均为μ=0.2．a带负电，

α A O 电量为q，b不带电．平板车所在区域有范围很大的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，且qB=10Ns/m．炸药瞬间爆炸后释放的能量为12J，并全部转化为a、b的动能，使得a向左运动，b向右运动．取g=10m/s ，小车足够长，求b在小车上滑行的距离． 2

C小球所受的洛伦兹力相同 D小球的向心加速度不相同

15、如图所示，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面 向里。一个质量为m=1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m 到N点时就离开壁做曲线运动。当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45° 角，设P与M的高度差H为1.6m。求：

（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功。 （2）P与M的水平距离s是多少？

a b B C 17.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为

m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L. va d0 P

θb

v B

18.如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为△R.设粒子所带电量为q，且不计粒子所受重力，求打在a、b两点的粒子的质量之差△m是多少？

19.在如图所示的空间区域里，y轴左方有一匀强磁场，场强方向跟y轴正方向成600，大小为E=4.0×N/C；y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.20T.有一质子以速度v=2.0×106m/s，由x轴上的A点(10cm，0)沿与x轴正方向成300斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场.已知质子质量近似

为m=1.6×10-27kg，电荷q=1.6×10-19C，质子重力不计.求:(计算结果保留3位有效数字)

(1)质子在磁场中做圆周运动的半径.

(2)质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间. (3)质子第三次到达y轴的位置坐标.

y/cm 600 A 300O 10 20 x/cm

20.如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-L，20)处，以初速度vmv0沿x轴正方向开始运动，且已知L0qE.试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件. y B v0 m,-q O (-L,0) x E

21.如图甲所示，在两平行金属板的中线OO′

某处放置一个粒子源，粒子源沿OO′

方向连续不断地放出

速度v105

0=1.0×m/s的带正电的粒子.在直线MN的右侧分布范围足够大的匀强磁场，磁感应强度

B=0.01πT，方向垂直纸面向里，MN与中线OO′

垂直.两平行金属板的电压U随时间变化的U－t图线

如图乙所示.已知带电粒子的荷质比q8m1.010C/kg，粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不

计，若t=0.1s时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场看作是恒定的).求:

(1)在t=0.1s时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度大小和方向. (2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间. M

U/V

100VV O O′

0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 图乙 图甲 N

(肇庆一中)3．如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，在y≥r的范围内，有方向向右的匀强电场，电场强度大小E。从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，已知质子的电量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力及阻力作用。求：

（1）质子进入磁场时的速度大小；

（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；

（3）速度方向与x轴正方向成30o角（如图中所示）射入磁场的质子，到达y轴时的位置坐标。 y E O

θ x

B

(广大附中)9．如图21所示，在xoy平面内的第三象限中有沿－ｙ方向的匀y 强电场，场强大小为E。在第一和第二象限有匀强磁场，方向垂直于直角坐标平面向里。今有一个质量为m、电荷量为e的电子，从y轴的P点以初x 速度vv0 O 0垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力）。经电场偏转后，沿 着与x轴负方向成45°进入磁场，并能返回到原出发点P。 E P （1）简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图； 图21

（2）求P点距坐标原点的距离；

（3）电子从P点出发经多长时间再次返回P点？