磁场(三)
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磁场(三)
1.一带电质点,质量为m ,电荷量为q ,以5平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第一象限所示的区域,为了使该质点能从x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出,可在适当的地方加一个
垂直于xOy 平面磁感应强度为B 的匀强磁场,若此磁场仅分布在一个圆形
区域内,试求这个圆形磁场区域的最小半径,重力忽略不计。
2.如图所示,在半径为r 的圆形区域内有一个匀强磁场,其磁感应强度为B ,方向垂直纸面向里,电荷量为q ,质量为m 的带正电粒子(不计重力)从磁场边缘A 点沿圆的半径AO 方向射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了600角,求:
⑴粒子做圆周运动的半径;
⑵粒子的入射速度;
⑶若保持粒子的速率不变,从A 点入射时速度的方向顺时针转过600角,则
粒子在磁场中运动的时间为多少?
3.如图所示,一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转。
如果让这些不偏转的离子进入另一磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁场的正离子,可得出结论( )
A.它们的动能一定各不相同
B.它们的电量一定各不相同
C.它们的质量一定各不相同
D.它们的电量与质量之比一定各不相同
4.粒子以一定的初速度进入并沿直线通过速度选择器,如图所示,速度选择
器内有相互正交的匀强磁场B 和匀强电场E ,然后粒子通过平行板S 上的狭缝P ,进入另一匀强磁场,最终打在能记录粒子位置的胶片A
1A 2上,下列表述正确的是( )
A.速度选择器中磁场垂直纸面向里
B.能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于B
E C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ,粒子的比荷越小
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ,粒子的比荷越大
5.若速度相同的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P 1极板带正电
C.在B 2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B 2磁场中运动半径越大的粒子,荷质比m
q 越小 6.如图所示为质谱仪工作原理示意图,带电粒子a 、b 经电压U 加速(在
A 点初速度为0)后,进入磁感应强度为
B 的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S 上的x 1、x 2处,图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a 、b 所通过的路径,则( )
A. a 的质量一定大于b 的质量
B. a 的电荷量一定大于b 的电荷量
C. a 运动的时间小于b 运动的时间
D. a 的比荷大于b 的比荷
7.有一回旋加速器,两个D 形盒半径为R ,两D 形盒之间的高频电压为U ,偏转磁
场的磁感应强度为B ,如果一个α粒子和一个质子,都从加速器中心开始被加速,
则它们从D 形盒飞出时的速度之比为( )
A. 1:1
B. 1:2
C. 2:1
D. 1:3
8.如图甲所示是回旋加速器示意图,其核心部分是两个D 形金属盒,在加速带电粒
子时,两金属盒置于匀强磁场中,分别与高频电源相连,带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的
变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时
间,则下列判断中正确的是( )
A.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大
B.高频电源的变化周期应该等于t n -t n-1
C.在E k —t 图象中应有t 4-t 3=t 3-t 2=t 2-t 1
D.要想粒子获得的最大动能增大,可增大D 形盒的面积
9.如图所示,厚度为h ,宽度为d 的导体板放在垂直于它的
磁感应强度为B 的匀强磁场中,当有电流I 通过导体板时,会产生霍尔效应,设电流I 是由电子的定向移动形成的,电子的平均速度为v ,电荷量为e ,回答下列问题:
⑴达到稳定状态时,导体板上侧面A 的电势 下侧面A ’的电势。
(填“高于”“低于”或“等于”)
⑵电子所受洛伦兹力的大小为 。
⑶当导体板上下两侧面之间的电势差为U 时,电子所受静电力的大小为。
⑷由静电力等于洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为ne
k 1=,其中n 代表导体单位体积电子的个数。
10.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,宽度为d ,边界为CD 和EF ,一
电子从CD 边界外侧以速率v 0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD 边界夹角为
θ,已知电子的质量为m ,电荷量为e ,为使电子能从磁场的另一侧EF 射出,
求电子的速率v 0至少多大?
答案:1.qB
mv 22 2.r 3;m rqB 3;qB m 3π 3.D 4.BD 5.BD 6.CD 7.B 8.CD 9.高于;Bev ;e h U 10.()θ+cos m Bed 1。