3、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时,它将(BC)
A、在匀强电场中做匀速圆周运动 B、在匀强磁场中做变加速曲线运动
C、在匀强电场中做抛物线运动 D、在匀强磁场中做抛物线运动
2、质子和
粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动,由此可知,质子的动能E1和
粒子的动能E2之比E1:E2等于(B)
A、4:1 B、1:1 C、1:2 D2:1
1、关于带电粒子在磁场中的运动,下列说法正确的是(CD)
A、带电粒子飞入匀强磁场后,一定做匀速圆周运动
B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,速度一定不变
C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,洛仑兹力的方向总和运动方向垂直
D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,动能一定保持不变
4、
磁流体发电是一项新兴持术,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图所示是磁流体发电机的装置,A、B组成一对平行电极,两板间距为d,内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而整体呈中性)垂直喷入磁场,每个离子的速度为v,电量大小为q,忽略两极之间的等效内阻,稳定时,电势较高的是哪个极?磁流体发电机的电动势多大?外电阻R上消耗的功率为多大?
§6带电粒子在匀强磁场中的运动(1)
[典型例题]
[例1]一电子以垂直于匀强磁场的速度vA,从A处进入长为d宽为h的磁场区域如图,发生偏移而从B处离开磁场,若电量为e,磁感应强度为B,弧AB的长为L,则(B)
A、电子在磁场中运动的时间为t=d/vA
B、电子在磁场中运动的时间为t=L/vA
C、洛仑兹力对电子做功是BevA·h
D、电子在A、B两处的速度相同
[解析]电子在磁场中只受洛仑兹力的作用,作匀速圆周运动,认为运动时间为t=
是把电子作为类平抛运动了,圆周运动时可用t=
来计算;洛仑兹力与电子的运动方向始终垂直,故一定不做功;速度是矢量,电子在A、B两点速度的大小相等,而方向并不相同。
[答案]B
[例2]图所示的匀强磁场中有一束质量不同、速率不同的一价正离子,从同一点P沿同一方向射入磁场,它们中能够到达屏上同一点Q的粒子必须具有(A)
A、相同的动量 B、相同的速率
C、相同的质量 D、相同的动能
[解析]首先要注意到对于离子这一微观粒子,重力是不计的,那么它只受洛仑兹力而作匀速圆周运动,不同的粒子能到达屏上同一点,说明它们具有相同的轨道半径,由R=
可知,对于一价正离子q相同,只有mv相同,R才相同,即须有相同的动量
[答案]A
[例3]竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径POQ在竖直线上,在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球(可视为质点),其电量为10-4C(g取10m/s2)试求:
⑴小球滑到Q处的速度为多大?
⑵若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球的质量为多少?
[解析]⑴小球在管道中受重力、洛仑兹力和轨道的作用力,而只有重力对小球做功,由动能定理得: mg·2R=
m
解得VQ=
=6m/s
⑵在Q处弹力为零,则洛仑兹力和重力的合力提供向心力,有
q![]()
解得m=1.2×10-5㎏
[基础练习]
3、
如图所示,虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场线方向竖直向上,电场强度E=6×104V/m,匀强磁场的磁感线未在图中画出,一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中,速度v=2×105m/s。如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动,磁场中磁感受线的方向如何?磁感应强度大小如何?(带电粒子所受重力忽略不计)
垂直纸面向外
2、如图所示,绝缘劈两斜面光滑且足够长,它们的倾角分别为
、
(
<
=,处在垂直纸面向里的匀强磁场中,将质量相等,带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放,不考虑两电荷之间的库仑力,则( )
A、在斜面上两球做匀加速运动,且aA<aB
B、在斜面上两球都做变加速运动
C、两球沿斜面运动的最大位移sA<sB
D、两球沿斜面运动的时间tA<tB
1、
设匀强磁场方向沿z轴正向,带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力f作用的方向沿y轴正向,如图所示,则该带负电的粒子速度方向为( )
A、一定沿x轴正向
B、一定沿x轴负向
C、可能在xOz平面内
D、可能在xOy平面内
12、如图所示,在有限区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场竖直高度为d,水平方向足够长,磁感应强度为B,在CD边界中点O有大量的不同速度的正、负粒子垂直射入磁场,粒子经磁场偏转后打在足够长的水平边界AB、CD上,请在AB、CD边界上画出粒子所能达到的区域并简要说明理由(不计粒子的重力)。
[能力提升]
11、
如图所示,一带电为-q的小球,质量为m,以初速度v0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中,磁感应强度为B。当小球在竖直方向运动h高度时,球在b点上所受的磁场力多大?
![]()
10、有一匀强磁场,磁感应强度大小为1.2T,方向由南指向北,如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场,磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N,则质子射入时速度为多大?将在磁场中向哪个方向偏转?
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