基础练习
1.在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动,假如磁场的磁感应强度忽然加倍,下列说法中正确的是:( )
A.粒子的速率加倍,周期减半
B.粒子的速率不变,轨道半径减半
C.粒子的速率减半,轨道半径变为原来的
D.粒子的速率不变,周期减半
2.两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场中,设 、 为这两个电子的运动轨道半径, 、 为它们的周期,则:( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3.如图15-6-1所示,一带电粒子,沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场,粒子的运动轨迹为一条光滑曲线,运动方向由a到b,则下列说法中正确的是:( )
A.粒子带正电,速度逐渐增大 B.粒子带负电,速度逐渐增大
C.粒子带正电,速度逐渐减小 D.粒子带负电,速度逐渐减小
图15-6-1
4.如图15-6-2所示为一有边界的匀强磁场,一带电粒子以速率v垂直于磁场方向飞入匀强磁场,且与匀强磁场的边界垂直,则带电粒子的轨迹可能为:( )
A.一个完整的圆弧 B.小于半圆的圆弧
C.大于半圆的圆弧 D.一个半圆的圆弧
图15-6-2
5.如图15-6-3所示,一个带电粒子质量为m,电量为-q,以初速v从x轴上某点垂直x轴进入磁场Ⅰ,已知两部分磁场的磁感应强度之比为 ,则带电粒子运动一个周期经历的时间为________,粒子运动一个周期移动的位移为________.
图15-6-3
6.如图15-6-4所示,带电液滴从高为h处自由落下,进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域,磁场方向垂直纸面,电场强度为E,磁感应强度为B,已知液滴在此区域中做匀速圆周运动,则圆周的半径R=________.
图15-6-4
7.如图15-6-5所示,在匀强磁场中放置一块与磁感线平行的均匀薄铅板,一个带电粒子进入匀强磁场,以半径 做匀速圆周运动,第一次垂直穿过铅板后,转动半径变为 ,若每次穿越铅板的过程中阻力大小不变,粒子电量也不变,则粒子还能穿过铅板几次?
图15-6-5
综合练习
1.如图15-6-6所示,一块铅板MN放置在匀强磁场中,一带电粒子在垂直于磁场的平面内运动,abc为粒子的运动轨迹,在粒子运动及穿透铅板过程中,粒子电量保持不变.则:( )
A.粒子带正电,沿abc方向运动 B.粒子带正电,沿cba方向运动
C.粒子带负电,沿abc方向运动 D.粒子带负电,沿cba方向运动
2.质量为m、电量为q的粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,其半径为r.由带电粒子运动而形成的等效电流为:( )
图15-6-6
A.Bqr B. C. D.
3.Oabc区域内有如图15-6-7所示的匀强磁场,电子由d点垂直于磁场方向射入匀强磁场,并从OC边界上的e点射出.已知入射速度方向与边界Oa垂直,且Od=Oe=L,电子做匀速圆周运动的半径r:( )
A.一定小于L B.一定大于L C.一定等于L D.无法确定
图15-6-7
4.如图15-6-8所示,质量为m、带电量为+q的粒子,从两平行电容器的极板正中心垂直电场和磁场以初速度v飞入,已知板间电压为U,两板间距为d,磁感应强度为B,发现粒子最后落到了极板上,则粒子落到极板上的动能为________.
图15-6-8
5.如图15-6-9所示,平行板电容器的极板沿水平方向放置,电子束从电容器左侧正中心a沿水平方向入射,电子的初速度为 ,在电场力的作用下,刚好从c点射出,射出时速度为v,现保持电场不变,再加一匀强磁场,磁场方向跟电场和电子入射的方向都垂直,使电子刚好由b点射出,c、b两点的位置相对于中线ad对称,则在d点射出时每个电子的动能等于________.
图15-6-9
6.如图15-6-10所示,电子以指向圆心的初速度v从小孔M射入一具有弹性绝缘内壁、半径为R的圆形容器,容器内有匀强磁场,磁感应强度为B,电子与内壁碰撞两次后恰从M孔射出,设碰撞过程为弹性碰撞.已知电子质量为m,电量为e,求:
(1)电子的初速度.
(2)电子在磁场中运动的时间.
图15-6-10
7.如图15-6-11所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.若在圆心O处有一个质量为m、带电量为q的粒子以初速度v垂直于磁场方向进入磁场,则:
(1)粒子要穿出磁场,它的速度v应满足什么条件?
(2)穿出磁场所需时间应满足什么条件?
图15-6-11
拓展练习
1.两个带电液滴恰好能在图15-6-12所示的电、磁场中,沿竖直面做匀速圆周运动,则:( )
图15-6-12
A.它们的运动周期必然相等
B.若它们的速率相等,轨道半径就一定相等
C.若它们的动量大小相等,轨道半径就一定相等
D.若它们的动能相等,运动周期就一定相等
2.如图15-6-13所示,在光滑绝缘的水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,若小球运动到A点时,绳子忽然断开,则小球的运动情况可能为:( )
A.小球做顺时针匀速圆周运动,半径不变
B.小球做顺时针匀速圆周运动,半径减小
C.小球做逆时针匀速圆周运动,半径不变
D.小球做逆时针匀速圆周运动,半径减小
图15-6-13
3.如图15-6-14所示,一金属圆筒,半径为R,筒内有一匀强磁场,方向垂直纸面,磁感应强度为B,磁场下面有一匀强电场,一个质量为m、带电量为q的电荷,在电场作用下沿图示轨迹由静止开始由A点运动到B点.在磁场中,速度方向偏转了60°,则加速电场两极间的电压为________.
图15-6-14
4.如图15-6-15所示真空中狭长区域的匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,宽度为d,速度为v的电子从边界CD外侧垂直射入磁场,入射方向与CD间夹角为q.电子质量为m、电量为q.为使电子从磁场的另一侧边界EF射出,则电子的速度v应为多大?
图15-6-15
5.为了测定带电粒子的荷质比 ,让这个带电粒子垂直飞进平行金属板间.极板间匀强电场的场强为E,在通过长为L的两金属板间后,测得偏离入射方向的距离为d,若在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场,磁场方向垂直于粒子的入射方向,磁感应强度为B,则粒子恰好做直线运动,求粒子的荷质比 的值.
参考答案
基础练习
1.BD 2.B 3.D 4.BD 5. 6. 7.9次
综合练习
1.B 2.C 3.C 4. 5.
6.(1) (2) 7.(1) (2)
拓展练习
1.AB 2.ABC 3. 4. 5.
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