磁场
1.如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外.ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子.已知电子的比荷为k,则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为( ) A.kBl,kBl
414
√5
B.kBl,kBl D.2kBl,4kBl
1
5
1454
C.2kBl,4kBl
1√5
2.如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为( )
A.√3∶2 B.√2∶1 C.√3∶1 D.3∶√2
3..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,磁场方向垂直边界平面向里.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粒子间的相互作用.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3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
4..如图所示,匀强磁场的边界为直角三角形abc,一束带正电的相同粒子以不同的速度v沿bc方向从b点射入磁场,不计粒子的重力.关于粒子在磁场中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.入射速度越大的粒子,在磁场中的运动时间越长 B.入射速度越大的粒子,在磁场中的运动轨迹越长 C.从ab边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等 D.从ac边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等
5..(多选)如图所示,在一个等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),沿纸面从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法中正确的是( )
L2
A.若该粒子的入射速度为v=m,则粒子一定从CD边射出磁场,且距点C的距离为l B.若要使粒子从CD边射出,则粒子从O点入射的最大速度应为v=m
√2qBl
qBl
C.若要使粒子从AC边射出,则粒子从O点入射的最大速度应为v=D.粒子以不同大小的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为
πm qB
qBl 2m
6..如图所示,在水平面内存在一半径为2R和半径为R的两个同心圆,半径为R的小圆和半径为2R的大圆之间形成一环形区域.小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场.小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为B.位于圆心处的粒子源S沿水平面向各个方向发射速率为m的正粒子,粒子的电荷量为q、质量为m,为了将所有粒子束缚在半径为2R的圆形内,环形区域磁感应强度大小至少为( )
qBR
A.B
B.B
45
C.B
53
D.B
43
7..如图所示,在某电子设备中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.AC、AD两块挡板垂直纸面放置,夹角为90°.一束电荷量为+q、质量为m的相同粒子,从AD板上距A点为L的小孔P处以不同速率垂直于磁场方向射入,速度方向与AD板的夹角为60°,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:
(1)直接打在AD板上Q点的粒子,其从P点运动到Q点的时间是多少? (2)直接垂直打在AC板上的粒子,其运动速率是多大?
8.(多选)如图所示,直线MN与水平方向成θ=30°角,MN的右上方区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向外的匀强磁场,MN的左下方区域存在磁感应强度大小为2B、方向水平向里的匀强磁场,MN与两磁场均垂直.一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为q(q>0)的同种粒子(粒子重力不计),所有粒子均能通过MN上的b点.已知ab=L,MN两侧磁场区域均足够大,则粒子的速率可能是( )
A.8m
qBL
B.6m
qBL
C.2m
qBL
D.m
qBL
9.如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向夹角为θ(0<θ<π)的方向,发射一个速率为v的带正电粒子(重力不计).则下列说法正确的是( )
A.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短 B.若v一定,θ越大,则粒子离开磁场的位置距O点越远 C.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大 D.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
10.如图所示,在x>0,y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从x轴上的P点沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是( ) A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点
B.粒子在磁场中运动所经历的时间一定为3qB C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm qBπm
6qB
5πm
D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
11.如图所示,在x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v、质量为m、带电量为+q的同种带电粒子.在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为零).现在观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行.不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)若在y轴上另放置一个能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,求挡板的最小长度.
12.如图,x为纸面内的一条直线,P、N是x上的两个点,匀强磁场垂直纸面.两个带电粒子a、b分别从P、N同时开始在纸面内运动.a的初速度垂直x向上,运动轨迹如图中虚线所示,O为圆心,PC是直径,A是圆周上的点;b的初速度方向是纸面内所有可能的方向.已知AO连线垂直x,PO=OC=CN;a的初速度为v;a、b带等量异种电荷,a的质量为b的两倍,a、b间的相互作用力及所受重力不计.
(1)求a、b的周期之比;
(2)若a、b在A点相遇,求b的速度大小;
(3)b的速度小于某个临界值v0时,a、b不可能相遇,求v0的大小.
参考答案
1.如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外.ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子.已知电子的比荷为k,则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为( ) A.kBl,kBl
414
√5
B.kBl,kBl D.2kBl,4kBl
1
5
1454
C.2kBl,4kBl
1√5
答案B
2.如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为( )
A.√3∶2 B.√2∶1 C.√3∶1 D.3∶√2 答案C
3..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,磁场方向垂直边界平面向里.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粒子间的相互作用.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3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2
答案B
4..如图所示,匀强磁场的边界为直角三角形abc,一束带正电的相同粒子以不同的速度v沿bc方向从b点射入磁场,不计粒子的重力.关于粒子在磁场中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.入射速度越大的粒子,在磁场中的运动时间越长 B.入射速度越大的粒子,在磁场中的运动轨迹越长 C.从ab边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等 D.从ac边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等 答案C
5..(多选)如图所示,在一个等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),沿纸面从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法中正确的是( )
L
A.若该粒子的入射速度为v=
qBl
,则粒子一定从CDm
边射出磁场,且距点C的距离为l
√2qBl
B.若要使粒子从CD边射出,则粒子从O点入射的最大速度应为v=C.若要使粒子从AC边射出,则粒子从O点入射的最大速度应为v=D.粒子以不同大小的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为qB
πm
mqBl 2m
答案ACD
6..如图所示,在水平面内存在一半径为2R和半径为R的两个同心圆,半径为R的小圆和半径为2R的大圆之间形成一环形区域.小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场.小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为B.位于圆心处的粒子源S沿水平面向各个方向发射速率为m的正粒子,粒子的电荷量为q、质量为m,为了将所有粒子束缚在半径为2R的圆形内,环形区域磁感应强度大小至少为( )
qBR
A.B
B.B
45
C.B
53
D.B
43
答案C
7..如图所示,在某电子设备中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.AC、AD两块挡板垂直纸面放置,夹角为90°.一束电荷量为+q、质量为m的相同粒子,从AD板上距A点为L的小孔P处以不同速率垂直于磁场方向射入,速度方向与AD板的夹角为60°,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:
(1)直接打在AD板上Q点的粒子,其从P点运动到Q点的时间是多少? (2)直接垂直打在AC板上的粒子,其运动速率是多大? 答案(1)3qB (2)3m
8.(多选)如图所示,直线MN与水平方向成θ=30°角,MN的右上方区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向外的匀强磁场,MN的左下方区域存在磁感应强度大小为2B、方向水平向里的匀强磁场,MN与两磁场均垂直.一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为q(q>0)的同种粒子(粒子重力不计),所有粒子均能通过MN上的b点.已知ab=L,MN两侧磁场区域均足够大,则粒子的速率可能是( )
2πm
2√3qBL
高考物理专题复习《磁场》冲刺提升试卷
