磁场对运动电荷的作用
1.速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场,其轨迹照片如图所示,则磁场最强的是( )
解析:选D.由qvB=可得B=.磁场最强的是对应轨迹半径最小,选项D正确.
2.(2019·温州期末联考)如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图,带电粒子沿轨迹由A点运动到B点.匀强磁场垂直于纸面向里.该粒子在运动过程中质量和电荷量不变(不计粒子重力),下列说法正确的是( )
A.粒子的动能逐渐减小
B.粒子的动能不变
C.粒子带正电
D.粒子在A点受到的洛伦兹力小于在B点受到的洛伦兹力
解析:选A.粒子在云室中从A运动到B时,运动半径逐渐减小,根据r=,可知其速度逐渐减小,故粒子的动能逐渐减小,A正确,B错误;磁场垂直于纸面向里,粒子由A运动到B,所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧;故由左手定则可知该粒子带负电;由于粒子在B点的速度较小,根据F=Bvq可知粒子在B点受到的洛伦兹力小于在A点受到的洛伦兹力,故C、D错误.
3.(2019·丽水检测)质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成,其原理图如图.设想有一个静止的带电粒子P(不计重力),经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到底片上的D点,设OD=x,则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是( )
解析:选A.根据动能定理qU=mv2得v= .粒子在磁场中偏转,洛伦兹力提供向心力qvB=m,则R=.x=2R= ,知x2∝U,故A正确,B、C、D错误.
4. (多选)(2019·金华检测)如图所示,速度不同的同种带电粒子(重力不计)a、b沿半径AO方向进入一圆形匀强磁场区域,a、b两粒子的运动轨迹分别为AB和AC,则下列说法中正确的是( )
A.a、b两粒子均带正电
B.a粒子的速度比b粒子的速度大
C.a粒子在磁场中的运动时间比b粒子长
D.两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心O
解析:选CD.粒子进入磁场时所受的洛伦兹力向下,根据左手定则知,粒子均带负电,故A错误.根据a、b的运动轨迹知,b的轨道半径大于a的轨道半径,根据r=知,b粒子的速度大于a粒子的速度,故B错误.a粒子在磁场中运动的圆心角大于b粒子在磁场中运动的圆心角,根据T=知,两粒子的周期相同,结合t= T知,a粒子在磁场中运动的时间大于b粒子在磁场中运动的时间,故C正确.进入磁场区域时,速度方向指向圆心O,根据圆的对称性可以知道,离开磁场时,速度一定背离圆心,故D正确.
5. (多选)(2019·舟山质检)如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力),从点O以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成θ角,则正、负离子在磁场中( )
A.运动时间相同
B.运动轨迹的半径相同
C.重新回到边界时速度的大小和方向相同
D.重新回到边界的位置与O点距离不相等