洛伦兹力基础练习1、如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与磁针指向平行,能使小磁针的 这束带电粒子可能是( )2、 一束几种不同的离子,垂直射入有正交的匀强磁场 B i 和匀强电场区域里,离子束保持原 运动方向未发生偏转.接着进入另一匀强磁场 R,发现这些离子分成几束。
如图 .对这些 离子,可得出结论 A 、它们速度大小不同B 、它们都是正离子C 、它们的电荷量不相等D 、它们的荷质比不相等3、 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子,它们在纸面内沿逆时针方向 做匀速圆周运动,其中1和2为质子的轨迹,3为a 粒子(氦核)的轨迹•三者的轨道半径关系为R > Ra>讯,并相切于P 点•设v 、a 、T 、F 分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、 周期和所受的洛伦兹力的大小,则下列判断正确的是( )A. v i > V 2 > v aB . a i > a 2> a aC . T i V T 2V T aD . F i =F 2=F 34、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子 从o 点以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成e 角,则正、负粒子在磁场中A. 运动时间相同B. 运动轨迹的半径相同C. 重新回到边界时速度大小不同方向相同D. 重新回到边界时与 0点的距离相同XXXXXXXXXXXX X XX XXXXXXXXX x >rx xxx X /K x x x x X X X X X 江彩缪X X X X5、圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c,以不同的速率沿着 A0方向对准圆心0射入磁场,其运动轨迹如图所示。
若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是 ( )A. a 粒子速率最大B. c 粒子速率最大C. a 粒子在磁场中运动的时间最长D.它们做圆周运动的周期 T a VT b VT cN 极转向纸内,那么A.向右飞行的正离子束 B •向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束D •向左飞行的负离子束(不计重力),6、如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为 q 的液滴在竖直面内做半径为 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(10、长为L 的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为有质量为 m 电量为q 的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 子不打在极板上,可采用的办法是:R 的匀速圆周运动•已B2qRB.三SgRD •二,7、如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场的区域内,电场方向竖直向下,电场强度大小为强度大小为 B, —电子沿垂直电场方向和磁场方向以水平向右速度V 0射入场区,则(E,匀强磁场的磁感应 )A •若E 5 > — 'EV >V oB •若E5,亍,电子沿轨迹n 运动,射岀场区时,速度V <V oC •若E必v —B ,电子沿轨迹I 运动,射岀场区时,速度V >V 0D •若E < — 'BV <V o8、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中, 如图所示,当带电摆球最初两次经过最低点时, 相同的量是A 、 小球受到的洛仑兹力B 、摆线的拉力C 、 小球的动能D 、小球的加速度如图所示,用丝线吊着一个质量为 当小球分别从 A 点和B 点向最低点 m 的绝缘带电小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,O 运动,则两次经过 O 点时( )A. 小球的动能相同B. 丝线所受的拉力相同C. 小球所受的洛伦兹力相同D. 小球的向心加速度相同L ,板不带电,现V 水平射入磁场,欲使粒B,板间距离也为 c.A.使粒子的速度wBqL/4 mB.使粒子的速度v>5BqL/4 m;C.使粒子的速度v>BqL/ mD.使粒子速度BqL/4 m<v<5BqL/4 m二、计算题11、长为I的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图3-6-30所示,磁感应强度为B,板间距离也为I,板不带电,现有质量为m电荷量为q的正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,求速度v的大小应满足的条件.12、一电子(e, n)以速度v o与x轴成30 °角垂直射入磁感强度为 B的匀强磁场中,经一段时间后,打在x轴上的P点,如图所示,则P点到0点的距离为多少?电子由0点运'动到P点所用的时间为多少?XXX13、质量为m电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放,经M N板间的电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示,已知M N两板间的电压为U,粒子的重力不计•求:匀强磁场的磁感应强度B.14、( 12分)下左图中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。
一带电粒子从平板上的狭缝0处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。
已知B v以及P到0的距离1,不计重力,求此粒子的电荷q与质量m之比。
XX XXX X X XX X X. Xv r__ X X15、如图所示,在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为 点0处以速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 轴后在磁场中到 x 轴的最大距离为 a 。
求:(1) 该带电粒子的电性; (2) 该带电粒子的比荷。
16、如图所示,一个电子 (电量为e )以速度v 垂直射入磁感应强度为 B 、宽度为d 的匀强磁场中,穿岀磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角是 30 °,试计算:(1)电子的质量 m (2)电子穿过磁场的时间 t17、如图所示,一束电荷量为 e 的电子以垂直于磁感应强度 B 并垂直于磁场边界的速度 v 射入宽度为d 的匀强磁场中,穿岀磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为0 =60 °,求电子的质量和穿越磁场的时间.18、(12分)一个质量为 m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P (a ,0)点以速度V ,沿与x 正方向成60°的方向射 入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y 轴射岀第一象限,不计重力。
求:(1)粒子做圆周运动的半径(2 )匀强磁场的磁感应强度 BB 的匀强磁场。
一个不计重力的带电粒子从坐标原 x 轴正方向成120 °角,若粒子穿过 y 轴正半X K Xa19、如图所示,在:轴的上方(M的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度大小为J的匀强磁场。
一个不计重力的带正电粒子,从坐标原点o处以速度r进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与:轴正方向的夹角庄二4亍,若粒子的质量为用,电荷量为?,试求该粒子:(1)在磁场中作圆周运动的轨道半径:";(2)在磁场中运动的时间。
20、一个质量为 m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P( a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射岀第一象限,不计重力•求:(1 )粒子做圆周运动的半径R(2 )匀强磁场的磁感应强度 B •21、如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直•且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求:(1)电子在磁场中的飞行时间?电子的荷质比 q/m •22、电子质量为m、电荷量为q ,以速度v o 与x 轴成0角射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,最后落在x 轴上的P 点, 如图所示,求:(1)0P 的长度;电子从由0点射入到落在 P 点所需的时间t .23、如图所示,虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 方向以速度v 射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成 不计电子之间的相互作用力及所受的重力•求:B. —束电子沿圆形区域的直径 0角.设电子质量为 m,电荷量为e,(1)电子在磁场中运动的时间 t(2)圆形磁场区域的半径r .24、如图所示,长为 L 、间距为d 的平行金属板间,有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,两板不带电,现有质量为 m 电荷量为q 的带正电粒子(重力不计),从左侧两极板的中心处以不同速率 v 水平射入,欲使粒子不打 在板上,求粒子速率 v 应满足什么条件?X X X X • --- * † VXXXX25、如图所示,磁感强度为 B 的匀强磁场,垂直穿过平面直角坐标系的第 I 象限•一质量为 m,带电量为q 的粒子以速度v o 从O 点沿着与y 轴夹角为30 °方向进入磁场,运动到 A 点时的速度方向平行于 x 轴•求:(1 )作岀粒子运动的轨迹图,判断带电粒子的电性; (2) A 点与x 轴的距离;(3) 粒子由O 点运动到 A 点经历时间.xXXX26、如图所示,一质量为 m电量为q的带负电粒子,以某一速度从边长为AB方向垂直磁场进入,磁感应强度大小为B,粒子从C 口射岀磁场,求:(1)粒子从A点进入磁场的速度大小;(2)要使粒子从 D 口射岀,粒子的速度大小;(3)从A进入到C、D 口射岀两种情况下,粒子所用时间之比.1、AD 2 、BD丁二2叭设带电粒子的质量和电量分别为m q,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期为「OB荷成反比,质子与a粒子的比荷之比为 2: 1,则有T I=T2<T3.由公式:v= ,由于 R > R3,T2 v耳所以V2> V3 •故A正确,C错误.D、根据公式:f洛=qvB,v i> V2所以F i> F2•故D错误.故选:AB 4、BD 5、BC 6、AC 7、BC 8、CD 9、AD10、【答案】AB【解析】由左手定则判得粒子在磁场中间向上偏,而作匀速圆周运动,很明显,圆周运动的半径大于某值可以从极板右边穿岀,而半径小于某值r 2时粒子可从极板的左边穿岀,现在问题归结为求粒子能在右边穿岀时最小值r1以及粒子在左边穿岀时r的最大值「2,由几何知识得:L的正方形匀强磁场区域的入口A处,沿mv3、解:A、C带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时半径为> V2.,比荷相等时,r与v成正比, 则有V i,T与比f 涪qvBB、粒子的加速度为皿韵,因为 vi>V2,故有 a i>a2.又: ,T2< T3,所以3 2 >3 3,根据a=v?3,所以a2>a3.故B正确;r i时粒子r的ri2= L 2+ (r i - L /2 ) 2得 r i =5L /4 ,又由于r i =mv / Bq 得v i =5BqL /4 m v >5BqL /4 m 时粒子能从右边穿岀。