磁场对运动电荷的作用练习题

磁场对运动电荷的作用练习题

1．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案 B

2．如图1所示，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.

试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．

3．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出，若∠AOB＝120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )

2πr

A. 3v0πrC. 3v0答案 D

4．如图4所示，质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON＝3∶4，则下列说法中错误的是

( )

A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4 B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4 C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4 D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3 答案 AD

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23πrB.

3v03πrD. 3v0

5如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电

v

粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时

3间变为

1A.Δt 2答案 B

6利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图

中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分

别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子 从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说

法正确的是

A．粒子带正电

B．射出粒子的最大速度为

qB?3d＋L?

2m

( )

B．2Δt

1C.Δt 3

D．3Δt

( )

C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 答案 BC

7 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图17中虚线所示．下列表述正确的是

A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 答案 A

8如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界．一质量为m、电荷量

为q的粒子在纸面内从O点射入磁场．若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点．下列说法正确的有

( )

A．若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0 B．若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0

qBd

C．若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0－ 2mqBd

D．若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0＋ 2m

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( )

答案 BC

9 ．如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是 ( )

A．tatd>tc 答案 D

10 ．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则 ( )

A．经过最高点时，三个小球的速度相等 B．经过最高点时，甲球的速度最小 C．甲球的释放位置比乙球的高

D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变 答案 CD

11. 带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图2所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将 A．可能做直线运动 B．可能做匀减速运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀速圆周运动 答案 C

12 ．如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力)．现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的

( )

( )

B．ta＝tb＝tc＝td

D．ta＝tb>tc>td

图3

答案 ACD

13 ．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图4所示．运动中经过b点，Oa＝Ob，

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若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为

A．v0 答案 C

14．如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的 ( )

A．带电粒子的比荷

B．带电粒子在磁场中运动的周期 C．带电粒子的初速度

D．带电粒子在磁场中运动的半径 答案 AB

15 .如图所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R＝10 cm的圆柱形桶内有B＝10

4

－

( )

B．1 C．2v0

v0D. 2

T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出

射孔．粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷q

为＝2×1011 C/kg的正粒子，粒子束中速度分布连续．当角θ＝45°时，出射粒子速度vm的大小是

( )

B．22×106 m/s D．42×106 m/s

A.2×106 m/s C．22×108 m/s 答案 B

16 . 如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角．磁场的磁感应强度大小为

mvmvA. B. θθqRtan qRcot

22mvmvC. D.θθ qRsin qRcos

22

答案 B

17 . 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着

( )

AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计

子的重力，则下列说法正确的是( )

A. a粒子带正电，b粒子带负电 B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

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粒