8.如图所示,在B=0.1T的匀强磁场中画出边长为L=8cm的正方形ABCD,内有一点P,它与AD和DC的距离均为1cm。在P点有一个发射正离子的装置,能够连续不断地向纸面内的各个方向发射出速率不同的正离子,离子的质量为1.0×10-14kg,电荷电量为1.0×10-5C,离子的重力不计,不考虑离子之间的相互作用,则( )
5.如图所示,OX与MN是匀强磁场中的两条平行直线,速率不同的同种带电粒子沿OX方向同时射入磁场,从MN边界穿出时,其中一个速度v1与MN垂直,另一个的速度v2与MN与60角,则两粒子穿越磁场所需时间的比为( )
16.薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在两个区域运动的轨迹如图,半径R1>R2,假定穿过铝板前后粒子电量保持不变,则该粒子 ( )
18.如图,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。某一时刻,从S平行于纸面向各个方向以某一速率发射出大量比荷为的同种正电粒子,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B,∠AOC=60°,O、S两点间的距离为L,从OC边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间t=,忽略重力的影响和粒子间的相互作用,则粒子的速率为( )
答案有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全对的得3分,有选错的得0分。
离子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:,即,代入数据可知,速率为v=5×106m/s的粒子运动的半径大小为5cm,A选项正确。
P到AD和CD的距离为1cm,所以若离子在磁场中运动的半径小于0.5cm则必定不能从正方形射出,此时求得v临界=5×105m/s,而,r∝v,所以当粒子的速度小于5×105m/s时就无法从正方形区域射出了,所以B选项错误。
从P点射出的离子若要打在CB边上,其临界位置分别为图中的红线(与DC边相切于M)和蓝线(与CB边相切于Q),得到的绿色粗线P’Q即为打在CB边上的范围,根据题意只需求出CP’和CQ的长度即可。若与DC边相切于M,由几何关系可知,MN=1cm,O1N=4cm,所以PN=3cm。则
带电粒子在磁场中的运动。
离子在磁场中洛伦兹力提供向心力,可求出运动的轨道半径,再根据几何关系找出与正方形区域ABCD的交集范围。
运动轨迹绘制错误,轨道半径求解出错