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69带电粒子在圆形边界磁场中的运动
方法点拨1带电粒子进入圆形边界磁场,一般需要连接磁场圆圆心与两圆交点入射点与出射点连线,轨迹圆圆心与两交点连线;2轨迹圆半径与磁场圆半径相等时会有磁聚焦现象;3沿磁场圆半径方向入射的粒子,将沿半径方向出射.
1.如图1所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场.一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出.这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短.若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动的带电粒子
图1A.速率越大的运动时间越长B.运动时间越长的周期越大C.速率越小的速度方向变化的角度越小D.运动时间越长的半径越小2.2018四川德阳三校联合测试如图2所示,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面纸面,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外,一电荷量为q、质量为m的负离子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为R2已知离子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则离子的速率为不计重力
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图2
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qBRqBR3qBR2qBRA2mBmC2mDm3.如图3所示,空间有一圆柱形匀强磁场区域,O点为圆心,磁场方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从A点沿图示箭头方向以速率v射入磁场,θ=30°,粒子在纸面内运动,经过时间t离开磁场时速度方向与半径OA垂直.不计粒子重力.若粒子速率变为2v,其他条件不变,粒子在圆柱形磁场中运动的时间为
图3
tA2
B.t
3tC2
D.2t
4.多选2017湖南怀化二模如图4所示,竖直平面内一半径为R的圆形区域
内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.一束质量为m、电荷量
为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场,粒子的速度大小不同,
重力不计,入射点P到直径MN的距离为hhR,则
图4
A.若某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反,则该粒子的入
射速度是qmBh
B.恰好能从M点射出的粒子速度为qBR
R-R2-h2mh
C.若h=R2,粒子从P点经磁场到M点的时间是32πBmq
D.当粒子轨道半径r=R时,粒子从圆形磁场区域最低点射出
5.多选2018福建蒲田八中暑假考如图5所示,匀强磁场分布在半径为R的
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14圆形区域MON内,Q为半径ON上的一点且OQ=22R,P点为边界上一点,且PQ与MO平行.现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度r