结论:
1.同一直线边界进出,速度和直线夹角相等.(但不平行,垂直进出除外)
2.速度与直线夹角等于圆心角(速度偏转角)的一半.
如图所示,粒子进出磁场具有对称性,且粒子以多大的锐角θ进人磁场,就以多大的锐角θ出磁场;粒子进入磁场时的速度v垂直边界时,出射点距离入射点最远,且Smax=2R,如图甲所示;同一出射点,可能对应粒子的两个人射方向,一个为“优弧”,另一个为“劣弧”,如图乙、丙中的出射点A.
【例题】如图所示,在直线MN的上方区域中有匀强磁场,磁感应强度为B.一个带电粒子以与磁场垂直的速度从a点进人磁场,从b点离开磁场。已知粒子的电荷量为q,质量为m,在a点速度与MN的夹角为θ.(B)
A.粒子带正电,它在磁场中运动的时间是2mθ/Bq
B.粒子带正电,它在磁场中运动的时间是2m(π一θ)/Bq
C.粒子带负电,它在磁场中运动的时间是2mθ/Bq
D.粒子带负电,它在磁场中运动的时间是2m(π一θ)/Bq
【解析】
【例题】如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角.若不计重力,关于正、负离子在磁场中的运动,下列说法正确的是(ABC)
A.运动的轨道半径相同
B.重新回到边界的速度大小和方向都相同
C.重新回到边界的位置与O点距离相同
D.运动的时间相同
例题:如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则(BD)
A.从P点射出的粒子速度大、
B.从Q点射出的粒子速度大
C.从P点射出的粒子在磁场中运动的时间长
D.两粒子在磁场中运动的时间一样
【解析】
【例题】如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感强度为B.一带正电的粒子以速度v₀从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l,求该粒子的电量和质量之比q/m.
【解析】
【答案】2v₀sinθ/Bl
【例题】如图所示,L₁和L₂,为两平行的虚线,L₁上方和L₂下方都是范围足够大,且磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L₂上.带电粒子从A点以初速度v₀与L₂成30°角斜向右上方射出,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,下列说法不正确的是()
A.带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同
B.若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点
C.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L₂成60°角斜向右上方,它将不能经过B点
D.此粒子既可以是正电荷,也可以是负电荷
【例题】平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与0M成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计重力,粒子离开磁场的出射点到两平面交线上O点的距离多少?
【解析】
【答案】4mv/qB
【例题】如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,磁场a的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里;磁场b的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,P点坐标为(4l,3l).一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入磁场b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:
(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?
(2)粒子运动的速度可能是多少?
【例题】如右图所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点,如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子,恰好从e点射出,则(AD)
A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从d点射出
B.如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从f点射出
C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,也将从d点射出
D.只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时,从f点射出所用时间最短
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