B E
A
1.如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m 的平行导轨上放一重力为3N 的金属棒ab ,棒上通过3A 的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:
(1)匀强磁场的磁感强度为多大? (2)ab 棒对导轨的压力为多大? 1.解:(1)tan 60B IL G
︒=
tan 6031
G B IL
︒
==
⨯(T )
=(T ) (2)cos 60G N ︒=
3cos 600.5
G N =
=
︒
(N )=6(N ) (
N'=N =6(N )
2. 如图所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场区域内,有一个带正电小球A ,已知电场强度为E ,磁感应强度为B ,小球在场区中受到电场力的大小恰与它的重力大小相等,要使小球在磁场中匀速运动,小球的速度必须一定,请求出小球的速度大小和方向。
2.(8分)粒子所受重力、电场力及洛伦兹力三力合力为零, 且满足: qvB =2
2
)()(Eq mg + (2分) 又有: mg =Eq (2分) 解得:v =2E /B , (2分) 方向成45°角斜向上
2分)
3.如图所示,x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O 点射入磁场中,射入方向与x 轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中 A.运动时间相同
B.运动轨道半径相同
C.重新回到x 轴时速度大小和方向均相同
D.重新回到x 轴时距O 点的距离相同
4.如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O 以与MN
成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?
解:由公式知,它们的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反。
先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距2r ,由图还可看出,经历时间相差2T /3。
答案为射出点相距
Be
mv s 2=
,时间差为Bq
m t 34π=∆。
关键是找圆心、找半径和用对称。
5.如图所示,一束电子(电量为e )以速度v 0垂直射入磁感应强度为B ,宽为d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是多少?穿过磁场的时间是多少?
[方法指导]一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。
偏转角由sin θ=L /R 求出。
侧移由R 2
=L 2
-(R-y )2
解出。
经历时间由Bq
m t θ=得出。
m=2dBe/v 0 t =d π/3v 0
6.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B ,板间距离也为L ,板不带电,现有质量为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v 水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是: A .使粒子的速度v <BqL /4m ; B .使粒子的速度v >5BqL /4m ; C .使粒子的速度v >BqL /m ; D .使粒子速度BqL /4m <v <5BqL /4m 。
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r 1时粒子可以从极板右边穿出,而半径小于某值r 2时粒子可从极板的左边穿出,现在问题归结为求粒子能在右边穿出时r 的最小值r 1以及粒子在左边穿出时r 的最大值r 2,由几何知识得: 粒子擦着板从右边穿出时,圆心在O 点,有: r 12
=L 2
+(r 1-L /2)2得r 1=5L /4,
又由于r 1=mv 1/Bq 得v 1=5BqL /4m ,∴v >5BqL /4m 时粒子能从右边穿出。
粒子擦着上板从左边穿出时,圆心在O '点,有r 2=L /4,又由r 2=mv 2/Bq =L /4得v 2=BqL /4m
M
图17
∴v 2<BqL /4m 时粒子能从左边穿出。
综上可得正确答案是A 、B 。
7.如图17所示,半径为r 的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B 。
现有一带电离子(不计重力)从A 以速度v 沿圆形区域的直径射入磁场,已知离子从C 点射出磁场的方向间的夹角为60º (1)该离子带何种电荷;
(2)求该离子的电荷量与质量之比q/m
7、解析:(1)根据磁场方向和离子的受力方向,由左手定则可知:离子带负电。
(2)如图,离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧,圆心为O ´,所对应圆心角为60º。
R
mv qvB 2
=
①,R
r tg =
2
θ
②,联立①、②解得:Br
v m
q
33=
③
画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。
偏角可由R
r =2tan
θ
求出。
经历时
间由Bq
m t θ=
得出。
注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。
O。