磁场对运动电荷的作用
一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选题,7~10题为多选题)
1.如图所示,匀强磁场中有一电荷量为q的正离子,由a点沿半圆轨道运动,当它运动到b点时,突然吸收了附近若干电子,接着沿另一半圆轨道运动到c点,已知a、b、c在同一直线上,且ac=ab,电子的电荷量为e,电子质量可忽略不计,则该离子吸收的电子个数为( )
A. B.
C. D.
解析:D 正离子由a到b的过程,轨迹半径r1=,此过程有qvB=m,正离子在b点附近吸收n个电子,因电子质量不计,所以正离子的速度不变,电荷量变为q-ne,正离子从b到c的过程中,轨迹半径r2==ab,且(q-ne)vB=m,解得n=,D正确.
2.(2018·深圳模拟)一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动.则下列能表示运动周期T与半径R之间的关系图像的是( )
解析:D 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,qvB=m⇒R=,由圆周运动规律,T==,可见粒子运动周期与半径无关,故D项正确.
3.如图所示,MN为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)从O点垂直MN进入B1磁场,则经过多长时间它将向下再一次通过O点( )
A. B.
C. D.
解析:B 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,由周期公式T=知,粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间为t=+=,所以B选项正确.
4.如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,不计重力.在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域I,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正,则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是( )
解析:C 由题目条件和题图可知,粒子从a点运动到b点的过程中(即在磁场区域Ⅰ中),磁感应强度为正,所以B、D错误;又知道粒子质量、带电荷量、运动半径及运动时间,由公式T=及t=·T可以得到磁感应强度B的大小为,所以C正确,A错误.