组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在有边界磁场中运动
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解析
| 共计 430 道试题
1 . 如图所示,直角坐标系中,有一平行于y轴长度为0.5L的线状离子源MNM端在x轴上,坐标,离子源发射的正离子初速度大小均为,方向平行于x轴正方向,且发射的正离子沿MN均匀分布,每个离子质量为m,电荷量为q;在区间内加一垂直于纸面向里,磁感应强度大小为的圆形边界匀强磁场,能使离子源发射的全部正离子经过原点O,不计离子重力及离子间的相互作用。
(1)求磁感应强度的取值范围;
(2)若磁感应强度取最小值,在第一象限加垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,在第二象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,已知。离子发射前,在y轴上放置长度为0.8L的探测板PQ,只有打到探测板左侧表面的离子才能被探测到。
①求全部正离子经过原点O时与y轴正方向夹角的范围;
②若探测板下端Q纵坐标,求离子探测率(即探测板探测到的离子数占总离子数的比例);
③若探测板位置在y轴上可变,Q端纵坐标满足,求离子探测率的关系。

2024-03-22更新 | 1214次组卷 | 4卷引用:浙江省宁波市鄞州高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题
2 . 如图所示,直角三角形区域中存在一匀强磁场,磁感应强度为B,已知边长为L,比荷均为的带正电粒子(不计重力)以不同的速率从A点沿方向射入磁场,则(  )

A.粒子速度越大,在磁场中运动的时间越短B.粒子在磁场中运动的最长时间为
C.粒子速度越大,在磁场中运动的路程越短D.粒子在磁场中运动的最长路程为
3 . “太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化为如图所示。辐射状的加速电场区域Ⅰ边界为两个同心平行的网状金属扇形弧面,为圆心,圆心角为120,外圆弧面AB与内圆弧面CD间的电势差为M为外圆弧的中点。在紧靠右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ,圆心为,半径为,磁场方向垂直于纸面向外且大小为。在磁场区域下方相距L处有一足够长的收集板PNQ。已知PNQ为两条平行线,且与连线垂直。假设太空中漂浮着质量为m、电荷量为的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB弧面并经电场从静止开始加速,然后从进入磁场,并最终到达PNQ板被收集,忽略一切万有引力和粒子之间作用力,求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场时的速度v的大小;
(2)粒子在磁场中运动的半径R
(3)粒子到达收集板沿PQ方向的长度。

4 . 如图所示,在平面直角坐标系xOy第一象限、边长为的正方形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场,在第二象限、边长为4L的正方形区域内存在沿轴正方向的匀强电场,正方形ABCDA点位于轴上,A点坐标为边与轴的负方向成角。一带负电的粒子从A点以速度沿纸面射入磁场,速度方向与AD角,粒子恰好从点离开磁场,穿过轴进入匀强电场,从点(图中未画出)离开电场时的速度方向与射入磁场时的速度方向垂直,不计粒子受到的重力,求:
(1)点的坐标
(2)粒子从A点运动到点的时间
(3)匀强磁场的磁感应强度与匀强电场的电场强度的比值
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5 . 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,其边界如图中虚线所示,ab为半径为R的半圆,acbd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径R。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子,在纸面内从c点垂直于ac以不同速度射入磁场,不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是(  )
A.可以经过半圆形边界的粒子的速率最小值为
B.可以经过半圆形边界的粒子的速率最大值为
C.在磁场中运动时间最短的粒子速率为
D.在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为

6 . 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第I象限内存在匀强电场,电场方向沿y轴负方向,第Ⅱ象限内存在垂直于xOy平面、半径为R的有界圆形匀强磁场,边界线与x轴相切于A点、与y轴相切于M点,第Ⅳ象限存在矩形边界的匀强磁场(图中未画出),第Ⅱ、Ⅳ象限匀强磁场的磁感强度大小相等、方向相反。有一电荷量为q、质量为m的带正电的离子从P点()以初速度向着圆心方向射入磁场,从M点进入电场,从x轴上的)点进入第Ⅳ象限矩形边界的匀强磁场内,经磁场偏转后,粒子打到-y轴上的Q点时速度方向与轴成45°角,粒子重力不计。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度分别为多大;

(2)第Ⅳ象限内矩形磁场面积的最小值。

   

2023-12-28更新 | 1294次组卷 | 4卷引用:河南省许平汝名校2023-2024学年高二上学期阶段性联考物理试题(二)
7 . 如图所示,边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,DAB边的中点,一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场,不考虑带电粒子受到的重力,则下列说法正确的是(  )

A.粒子可能从B点射出
B.若粒子垂直于BC边射出,则粒子做匀速圆周运动的半径为
C.若粒子从C点射出,则粒子在磁场中运动的时间为
D.若粒子从AB边射出,则粒子的速度越大,其在磁场中运动的时间越短

8 . 如图所示,空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径,磁场的磁感应强度方向垂直横截面向里、大小。一带正电的粒子以速率(大小未知)沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向与入射方向的夹角为。已知该带电粒子的比荷,不计粒子所受重力。

(1)求速率

(2)若不改变该带电粒子的入射速率,仅改变入射方向,求粒子离开磁场时速度方向与入射速度方向的夹角最大时,粒子在磁场中运动的时间

2023-12-23更新 | 703次组卷 | 3卷引用:山东省名校联盟2023-2024学年高二上学期教学质量检测联合调考物理试题
9 . 如图所示,圆心为、半径为的圆形区域中,有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,带电粒子从点沿直径方向以速度射入磁场,从点射出磁场,速度偏转角为,已知带电粒子的质量为,电荷量为,则下列说法正确的是(       

A.带电粒子带负电
B.带电粒子做圆周运动的半径为
C.带电粒子在磁场中的运动时间为
D.带电粒子在磁场中的运动时间为
10 . 如图所示,在平面直角坐标系中,Py轴正半轴上的一点,OP两点之间的距离为aQx轴正半轴上的一点,OQ两点之间的距离为,在坐标系的第一象限部分区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场所在区域的边界是圆形(未画出),一簇比荷均为的带正电粒子(不计重力)从y轴的OP点之间均以速度沿x轴正半轴射出,经磁场偏转后这簇粒子均经过Q点,下列说法正确的是(  )
A.粒子在磁场中做圆周运动轨迹圆的半径与磁场边界圆的半径可能不相等
B.磁场边界圆直径的最小值为a
C.磁场边界圆半径的最大值为a
D.匀强磁场磁感应强度的最小值为
2023-12-22更新 | 209次组卷 | 3卷引用:河北省部分重点高中2023-2024学年高三上学期12月期中考试物理试卷
共计 平均难度:一般