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题目
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如图,虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1,带电粒子从边界MN上的A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B点射出.若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,让该粒子仍以速度v0从A处沿原方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B′点射出(图中未标出),不计粒子的重力.下列关于粒子的说法中,正确的是(  )
A.B′点在B点的右侧
B.从B′点射出的速度大于从B点射出的速度
C.从B′点射出的速度方向平行于从B点射出的速度方向
D.D从A到B′的时间小于从A到B的时间

答案
A:粒子在匀强磁场中运动,根据洛伦兹力提供向心力:qvB=
mv2
r
,得:r=
mv
qB
,所以磁感应强度越大,粒子运动的半径越小,所以带电粒子在PQ上方时做圆周运动的半径小.粒子越过PQ连线的速度方向不变,故运动轨迹(PQ上方)如图,因此B′点在B点的左侧;故A错误;

B:洛伦兹力对运动电荷不做功,所以粒子的速度不变.故B错误;
C:从图中可以看出,两种情况下,粒子穿过PQ连线时转过的角度相同,所以从PQ的上方出来时的速度方向是相同的,因此从B′点射出的速度方向平行于从B点射出的速度方向,故C正确;
D:由:2πr=vT得:T=
2πr
v
=
2πm
qB
,所以在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场时,上方的磁场变大,粒子穿过上方的时间就变小,所以从A到B′的时间小于从A到B的时间,故D正确.
故选:CD
核心考点
试题【如图,虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1,带电粒子从边界MN上的A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B点射出.若在粒子经过】;主要考察你对粒子在有界磁场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和离子间的相互作用.根据以上信息,可以确定(  )
A.粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B.粒子1和粒子3的比荷之比为2:1
C.粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比为4:1
D.粒子3的射出位置与d点相距
L
2

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在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐标原点O处有一正离子放射源,放射出的正离子的比荷都为
q
m
=1×106C/kg,且速度方向与磁场方向垂直.若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计.
(1)如图甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁场,∠OAC=30°,AO边的长度l=0.3m,正离子从O点沿x轴正方向以某一速度射入,要使离子恰好能从AC边射出,求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间.
(2)如图乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场,正离子放射源放射出不同速度的离子,所有正离子入射磁场的方向均沿x轴正方向,且最大速度vm=4.0×104m/s,为保证所有离子离开磁场的时候,速度方向都沿y轴正方向,试求磁场的最小面积,并在图乙中画出它的形状.
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如图所示,质量为m,电量为q的带电粒子,由静止经电压为U加速后,经过A点,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点,(忽略重力和空气阻力)
求:(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时速度V;
(2)A、D两点间的距离L.
(3)已知磁场的宽度为d,要使粒子能从磁场的右边界飞出,加速电压U应该满足什么条件?
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如图,在半径为R=
mv0
qB
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆形区域右侧有一竖直感光板MN.带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计.若粒子对准圆心射入,则下列说法中错误的是(  )
A.粒子一定沿半径方向射出
B.粒子在磁场中运动的时间为
πm
2qB
C.若粒子速率变为2v0,穿出磁场后一定垂直打到感光板MN上
D.粒子以速度v0从P点以任意方向射入磁场,离开磁场后一定垂直打在感光板MN上

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在如图所示的xoy坐标系中,仅在x轴上方有垂直于xoy平面向里、范围足够大的匀强磁场Ⅰ.质量为m,电荷量为q的负粒子在xoy平面内运动,某时刻经过y轴上y=a的P点,速度方向与y轴正方向夹角为θ=30°,经过时间t0粒子第一次经过x轴,速度方向与粒子在P点速度方向相反,不计重力.
(1)求粒子运动的速率v0和磁场Ⅰ的磁感应强度B1
(2)若粒子经过P点时,在x轴上方再叠加一个方向垂直于xoy平面的匀强磁场Ⅱ,使粒子能在磁场中做完整的圆周运动,求匀强磁场Ⅱ的磁感应强度B2的大小和方向;
(3)若粒子经过P点时,加一方向在xoy平面内的匀强电场,粒子在复合场中运动时经过了A(2x0,yA)、C(x0,yC)两点,如图所示,粒子在A点的动能是P点动能的
1
3
,在C点的动能是P点动能的
2
3
,求电场强度E的大小和方向.
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