带电粒子在复合场中的运动习题(二)

1、 - 1 - 带电粒子在复合场中的运动测试题一.选择题 :1. 如图所示, L 1和 L 2为平行的虚线, L 1上方和 L 2下方都有垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁 场, AB 两点都在 L 2上。带电粒子从 A 点以初速度 v 与 L 2成 30°斜向上射出,经过偏转后正好过 B 点,经过 B 点时速度方向也斜向上,不计重力。下列说法中正确的是( A .带电粒子经过 B 点时的速度一定跟在 A 点的速度相同B .若将带电粒子在 A 点时的初速度变大 (方向不变 它仍能通过 B 点C .若将带电粒子在 A 点时初速度方向改为与 L 2成 60°角斜面上,它就不 一定

2、经过 B 点D .粒子一定带正电荷2.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个 D 形金属盒,两盒相 距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到 加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄 缝时反复被加速, 直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出. 如果用同一回旋加速器分别加速氚核(H 31和 粒子(He 42比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有( A .加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大 B .加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获

3、得的最大动能较小 C .加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小 D .加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大3.如图所示,两个分别带有等量异种电荷的粒子双相同速度平行运动时,则两者之间(不计万有 引力和重力 ( A .一定相互吸引B .一定相互排斥C .有可能保持原速度直线前进 D .不可能保持原速度直线前进4.某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动,磁场方向垂直于它的运动平面, 电子所受电场力恰好是磁场对它作用力的 3倍.若电子电量为 e ,质量为 m ,磁感应强度为 B .那么, 电子运动的角速度可能是( A . 4Be/m B . 3Be/m

4、C . 2Be/m D . Be/m5.如图所示, P 、 Q 是两个等量异种点电荷, MN 是它们连线的中垂线,在垂直纸面的方向上有磁 场.如果某正电荷以初速度 v 0沿中垂线 MN 运动,不计重力,则( A .若正电荷做匀速直线运动,则所受洛伦兹力的大小不变 B .若正电荷做匀速直线运动,则所受洛伦兹力的大小改变 C .若正电荷做变速直线运动,则所受洛伦兹力的大小不变D .若正电荷做变速直线运动,则所受洛伦兹力的大小改变6.如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。 在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。 O 点为圆

5、环的圆心, a 、 b 、 c 为圆环上的三个点, a 点为最高点, c 点为最低点, Ob 沿水平方向。已知小球所受电场力与重 力大小相等。现将小球从环的顶端 a 点由静止释放。下列判断正确的是( A .当小球运动的弧长为圆周长的 1/4时,洛仑兹力最大B .当小球运动的弧长为圆周长的 1/2时,洛仑兹力最大C .小球从 a 点到 b 点,重力势能减小,电势能增大D .小球从 b 点运动到 c 点,电势能增大,动能先增大后减小7.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场如图所示,已知一离子在电场力和 洛仑兹力的作用下,从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动,到达 B 点时速度为

6、零, C 点是运动的最低点, 忽略重力,以下说法正确的是:( A .这离子必带正电荷B . A 点和 B 点位于同一高度 C .离子在 C 点时速度最大 D .离子到达 B 点时,将沿原曲线返回 A 点8.如图所示,在宽为 d 的(虚线范围内,有场强为 E 方向向右的匀强电场,还有方向垂直纸面 向里,磁感应度为 B 的匀强磁场。一带电量为 q 的正粒子从左侧射入场区,方向平行于电 场方向而垂直于磁场方向。此离子射出场区时动能增量可能为(不计重力 ( A . q(E+Bd B . q(E-Bd C . qEd D . 09.如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。

7、一带电粒子 a(不计重力 以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、 电场区域, 恰好沿直线由区域右边界的 O' 点 (图 中未标出 穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子 b (不 计重力仍以相同初速度由 O 点射入,从区域右边界穿出 , 则粒子 b ( A .穿出位置一定在 O' 点下方 B .穿出位置一定在 O' 点上方C .运动时,在电场中的电势能一定减小 D .在电场中运动时,动能一定减小10. 如图所示, 在一根一端封闭、 内壁光滑的直管 MN 内有一个带正电的小球, 空间中充满竖直向下的匀强磁场. 开始时, 直管水平放置, 且小球位于管

8、的封闭端 M 处. 现 使直管沿水平方向向右匀速运动,经一段时间后小球到达管的开口端 N 处.在小球从 M 到 N 的过程中,下述错误的是( C A .磁场力对小球不做功 B .直管对小球做了正功C .磁场力的方向一直沿 MN 方向 D .小球的运动轨迹是一曲线 C - 2 - x 二.计算题:11.如图所示,在虚线范围内,用场强为 E 的匀强电场可使初速度为 v 0的某种正离子偏转 角.在同样宽度范围内,若改用匀强磁场(方 向垂直纸面向外 ,使该离子通过该区域并使偏转角度也为 ,则磁感 应强度为多少?离子穿过电场和磁场的时间之比为多少? 。(3求出 粒子在正方形区域运动通过的路程; (4求出

9、 粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间.12.如图所示,在 y >0的空间中存在匀强电场,场强沿 y 轴负方向;在 y <0的空间中,存在匀强 磁场,磁场方向垂直 xy 平面(纸面向外。一电量为 q 、质量为 m 的带正电的运动粒子,经过 y 轴上 y =h 处的点 P 1时速率为 v 0,方向沿 x 轴正方向;然后,经过 x 轴上 x =2h 处的 P 2点进入磁场,并经过 y 轴上 y =h 2 处的 P 3点。不计重力。求(l 电场强度的大小(2粒子到达 P 2时的速度(3磁感应强 度的大小。13.如图所示,在平面直角坐标系 xOy 内,第象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第

10、 IV 象限以 ON 为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场, 磁感应强度 为 B 。一质量为 m 、电荷量为 q 的带正电的粒子,从 y 轴正半轴上 y = h 处的 M 点,以速度 v 0垂直于 y 轴射入电场,经 x 轴上 x = 2h 处的 P 点进入磁场,最后 以垂直于 y 轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求:(1电场强度大小 E ;(2粒子在磁场中运动的轨道半径 r ;(3粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间 t 。 14.如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为 E 、方 向水平向右,电场宽度为 L ;中间区域和右侧匀强磁场的磁感应强度大小均 为 B ,