帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)20151218

1、一、單邊場(chǎng)1、如圖所示，MN是一熒光屏，當(dāng)帶電粒子打到熒光屏上時(shí)，熒光屏能夠發(fā)光MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里P為屏上的一小孔，PQ與MN垂直一群質(zhì)量為m、帶電荷量都為q的正、負(fù)兩種粒子(不計(jì)重力)，以相同的速度v，從小孔P處沿垂直于磁場(chǎng)且與PQ夾角為的范圍內(nèi)向各個(gè)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)粒子間的相互作用則以下說(shuō)法正確的是A在熒光屏上P點(diǎn)兩側(cè)將出現(xiàn)兩個(gè)相等長(zhǎng)度條形亮線(xiàn)，其長(zhǎng)度為(1cos )B在熒光屏上P點(diǎn)兩側(cè)將出現(xiàn)兩個(gè)相等長(zhǎng)度條形亮線(xiàn)，其長(zhǎng)度為(1sin )C在熒光屏上將出現(xiàn)一個(gè)圓形亮斑，其半徑為D在熒光屏上將出現(xiàn)一個(gè)圓形亮環(huán)，其外半徑為，內(nèi)半徑為cos 2、如圖所

2、示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成角(0<<)以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì))則下列說(shuō)法正確的是()A若v一定，越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短B若v一定，越大，則粒子在離開(kāi)磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)C若一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大D若一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短3、如圖兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上，不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的有()Aa、b均帶正電Ba在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短Ca在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短Da在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)

3、的距離比b的近4、如圖所示，MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)若粒子速度為v0，最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點(diǎn)下列說(shuō)法正確的有()A若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，其速度一定小于v0B若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定大于v0C若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小于v0D若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v05、(2011·浙江卷·20) 利用如圖14所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng).一群質(zhì)量為

4、m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說(shuō)法正確的是 A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大6、質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子僅受洛倫茲力的作用，運(yùn)行的半圓軌跡如圖13中虛線(xiàn)所示，下列表述正確的是AM帶負(fù)電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對(duì)M、N不做功DM的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間7、(天津高考)如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)

5、度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()A.，正電荷 B.，正電荷C.，負(fù)電荷 D.，負(fù)電荷8、如圖所示，直線(xiàn)MN上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的粒子1在紙面內(nèi)以速度v1v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角30°；質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子2在紙面內(nèi)以速度v2v0也從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角60°.已知粒子1、2同時(shí)到達(dá)磁

6、場(chǎng)邊界的A、B兩點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用(1)求兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d.(2)求兩個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔t.(3)若MN下方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且兩個(gè)粒子在電場(chǎng)中相遇，其中粒子1做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向 (1)(2)(3)Bv0，方向與MN成30°角斜向右上二、雙邊場(chǎng)1、如圖所示，O點(diǎn)有一粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，它們的速度大小相等、速度方向均在xOy平面內(nèi)在直線(xiàn)xa與x2a之間存在垂直于xOy平面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，與y軸正方向成60°角發(fā)射的粒子恰好垂直于磁場(chǎng)

7、右邊界射出不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A粒子的速度大小為B粒子的速度大小為C與y軸正方向成120°角射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D與y軸正方向成90°角射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)2、如圖所示，帶異種電荷的粒子a、b以相同的動(dòng)能同時(shí)從O點(diǎn)射入寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30°和60°，且同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)a、b兩粒子的質(zhì)量之比為()A12B21C34D433、如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從

8、O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同，不計(jì)粒子的重力，則 ()A該粒子帶正電BA點(diǎn)與x軸的距離為C粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間tD運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的速度不變4、如圖所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界OA上有一粒子源S.某一時(shí)刻，從S平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有大量粒子從邊界OC射出磁場(chǎng)已知AOC 60°，從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間等于T/2(T為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期)，則從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的

9、時(shí)間可能為 A. B. C. D.三、三角形場(chǎng)1、如圖所示，ABC為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的邊長(zhǎng)為a的等邊三等形，比荷為的電子以速度v0從A點(diǎn)沿AB邊入射，欲使電子經(jīng)過(guò)BC邊，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值為()AB> BB<CB> DB< 2、如圖所示，三角形磁場(chǎng)區(qū)域的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c在直角坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)分別為(0，2 cm)、(2 cm，0)、(2 cm，0)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B4×104 T，某正粒子的比荷2.5×105 C/kg，不計(jì)重力大量的該粒子在t0時(shí)從O點(diǎn)以相同的速率v2 m/s沿不同的方向垂直于磁場(chǎng)射入該磁場(chǎng)區(qū)域，則()A從ac邊離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)

10、距c點(diǎn)最近的位置坐標(biāo)為 cm，(2 3) cmB從a點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)C不可能有粒子垂直于ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)Dt s時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子離開(kāi)磁場(chǎng)3、如圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子沿AB方向自A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則 A從P射出的粒子速度大B從Q射出的粒子速度大C從P射出的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)4、(2013·安徽·23)如圖3所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里

11、，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且ab邊與y軸平行一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h,0)點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力求： (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；(3)abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值答案(1)(2)v0方向指向第象限與x軸正方向成45°角(3)四、矩形場(chǎng)1、如圖所示，正方形區(qū)域ABCD中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)粒子(不計(jì)重力)以一定速度v從AB邊的中點(diǎn)M沿既垂直于AB邊又垂

12、直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，正好從AD邊的中點(diǎn)N射出若將磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他條件不變，則這個(gè)粒子射出磁場(chǎng)的位置是()AA點(diǎn) BND之間的某一點(diǎn)CCD之間的某一點(diǎn) DBC之間的某一點(diǎn)2、如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向垂直飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，下列判斷正確的是()A電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線(xiàn)越長(zhǎng)B電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的圓心角越大C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子，其軌跡線(xiàn)一定重合D電子的速率不同，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不相同3、如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用

13、下，從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30°的方向，以大小不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說(shuō)法中正確的是 A若該帶電粒子從ab邊射出，它經(jīng)歷的時(shí)間可能為t0B若該帶電粒子從bc邊射出，它經(jīng)歷的時(shí)間可能為t0C若該帶電粒子從cd邊射出，它經(jīng)歷的時(shí)間為t0D若該帶電粒子從ad邊射出，它經(jīng)歷的時(shí)間可能為4、(2010·重慶理綜·21)如圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧這

14、些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示粒子編號(hào)質(zhì)量電荷量(q>0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為()A3、5、4 B4、2、5 C5、3、2 D2、4、55、如圖所示，三個(gè)速度大小不同的同種帶電粒子，沿同一方向從圖中長(zhǎng)方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊緣射入，當(dāng)它們從下邊緣飛出時(shí)相對(duì)入射方向的偏角分別為90°、60°、30°，則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為()A111 B123C321 D16、如圖所示，一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿(mǎn)方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)

15、度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ad邊中點(diǎn)O，垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向跟ad邊夾角30°、大小為v0的帶正電粒子已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，ab邊足夠長(zhǎng)，粒子重力不計(jì)，求：(1)粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍；(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間 (1)<v0(2)7、如圖所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.P點(diǎn)位于正方形的對(duì)角線(xiàn)CE上，其到CF、CD的距離均為，且在P點(diǎn)處有一個(gè)發(fā)射粒子的裝置(圖中未畫(huà)出)，能連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的帶正電的粒子已知粒子的質(zhì)量為m，

16、帶電荷量為q，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用力(1)速率在什么范圍內(nèi)的粒子不可能射出正方形區(qū)域？(2)求速率v的粒子在DE邊的射出點(diǎn)與D點(diǎn)的距離d的范圍 (1)v(2)d8、如圖所示，在0xa、0y范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內(nèi)，與y軸正方向的夾角分布在090°范圍內(nèi)已知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于a/2到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開(kāi)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一求最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的(1)速

17、度的大??；(2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦答案：(1)(2)(2)五、圓形場(chǎng)1、如圖半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為，已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60°，則粒子的速率為(不計(jì)重力)()A. B. C. D.2、如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于圓平面(未畫(huà)出)一群相同的帶電粒子(不計(jì)重力)以相同速率v0由P點(diǎn)在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1時(shí)，所有粒子出磁場(chǎng)的區(qū)域占整

18、個(gè)圓周長(zhǎng)的；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2時(shí)，這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的是.則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的比值是()A1 B2 C3 D43、如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正電荷(重力忽略不計(jì))以速度v沿正對(duì)著圓心O的方向射入磁場(chǎng)，從磁場(chǎng)中射出時(shí)速度方向改變了角則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A. B.C. D.4、如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)，存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的一條直徑帶正電的粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成30°角時(shí)恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

19、為(不計(jì)粒子所受的重力)()A3t B. t C. t D2t5、如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖。若帶電粒子只受磁場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法正確的是（ ）Aa粒子動(dòng)能最大 Bc粒子速率最大Cc粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)D它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta<Tb<Tc6、如圖所示，圓柱形區(qū)域的橫截面在沒(méi)有磁場(chǎng)的情況下，帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時(shí)，穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t；若該區(qū)域加沿軸線(xiàn)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)了.根據(jù)上述條件可求得的物理量為()A帶電粒子的初速度B帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑C帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期D帶電粒子的比荷7、如圖所示，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)分布著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以半圓的圓心為原點(diǎn)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，在半圓的左邊垂直于x軸處放置一個(gè)粒子發(fā)射裝置，在RyR的區(qū)間內(nèi)各處均沿x軸正方向同時(shí)發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量均為m，所帶電荷量均為q，初速度均為v，重力及粒子間的相互作用均忽略不計(jì)，所有粒子都能到達(dá)y軸