格物学 电磁学安培力与洛伦兹力

带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题-安培力与洛伦兹力知识点月考进阶自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率38.0%

2025-07-10
带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题-安培力与洛伦兹力知识点月考进阶自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率38.0%
1、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动', '洛伦兹力的计算', '圆周运动中的临界问题']

正确率40.0%svg异常

A

A.$$v_{0} > \frac{q B d} {m \left( 1+\operatorname{c o s} \theta\right)}$$

B.$$v_{0} > \frac{q B d} {m \operatorname{c o s} \theta}$$

C.$$v_{0} > \frac{q B d} {m \left( 1+\operatorname{s i n} \theta\right)}$$

D.$$v_{0} > \frac{q B d} {m \operatorname{s i n} \theta}$$

2、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '磁聚焦和磁发散']

正确率40.0%svg异常

C

A.磁场方向垂直于$${{A}{B}{C}{D}}$$所在平面向外

B.电子在磁场中做圆周运动的半径为$${{2}{a}}$$

C.磁场的最小面积为$$\frac{( \pi-2 ) a^{2}} {2}$$

D.磁场的最小面积为$$\frac{1} {4} \pi a^{2}$$

3、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动']

正确率19.999999999999996%svg异常

B

A.$${{3}}$$∶$${{2}}$$

B.$${{3}{6}}$$∶$${{1}{3}}$$

C.$${{9}}$$∶$${{4}}$$

D.$${{3}{6}}$$∶$${{1}{7}}$$

4、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动']

正确率40.0%svg异常

B

A.从两孔射出的电子在容器中运动时的半径之比为$$R_{c} \colon~ R_{d}=1 \colon~ 2$$

B.从两孔射出的电子在容器中运动时间之比为$$t_{c} \colon t_{d}=1 \colon\; 2$$

C.从两孔射出的电子速率之比为$$v_{c} \colon~ v_{d}=\sqrt{2} \colon~ 1$$

D.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度之比为$$a_{c} \colon~ a_{d}=\sqrt{2} \colon~ 1$$

5、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动']

正确率40.0%svg异常

C

A.编号为$${①}$$的粒子在磁场区域内运动的时间为$$\frac{\pi m} {q B}$$

B.编号为$${②}$$的粒子在磁场区域内运动的时间为$$\frac{\pi m} {q B}$$

C.编号为$${③}$$的粒子作圆周运动半径为$${{2}{\sqrt {3}}{a}}$$

D.三个粒子在磁场内运动的时间依次增加

6、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题']

正确率19.999999999999996%svg异常

A

A.$$\frac{q B r} {m}$$

B.$$\frac{{\sqrt2} q B r} {m}$$

C.$$\frac{\left( \sqrt{2}+1 \right) q B r} {m}$$

D.$$\frac{\left( \sqrt{2}-1 \right) q B r} {m}$$

7、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动', '洛伦兹力的计算']

正确率40.0%svg异常

B

A.$$\frac{\pi m} {2 q B}$$

B.$$\frac{\pi m} {3 q B}$$

C.$$\frac{\pi m} {4 q B}$$

D.$$\frac{\pi m} {6 q B}$$

8、['质谱仪', '带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动']

正确率19.999999999999996%svg异常

A

A.打在$${{P}_{2}}$$点粒子一定是从$${{O}}$$点垂直板射入的粒子

B.打在$${{P}_{2}}$$点粒子一定是从$${{O}}$$点右偏射入的粒子

C.打在$${{P}_{1}}$$点粒子一定是从$${{O}}$$点左偏射入的粒子

D.打在$${{P}_{1}}$$点粒子一定是在磁场中运动时间最短的粒子

9、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题', '带电粒子在有界磁场中的运动']

正确率40.0%svg异常

C

A.$$v=\frac{q B R} {m}, ~ t \approx\frac{2 \pi m} {B q}$$

B.$$v=\frac{{\sqrt{3}} q B R} {2 m}, \ t \approx\frac{2 \pi m} {3 B q}$$

C.$$v=\frac{{\sqrt{3}} q B R} {2 m}, \, \, t \approx\frac{2 \pi m} {B q}$$

D.$$v=\frac{q B R} {m}, \, \, \, t \approx\frac{2 \pi\mathrm{m}} {3 B q}$$

10、['带电粒子在磁场中运动的临界与极值问题']

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A

A.$$\frac{1} {3} T$$

B.$$\frac{1} {4} T$$

C.$$\frac{1} {6} T$$

D.$$\frac{1} {8} T$$

1. 解析:题目涉及带电粒子在磁场中的运动条件。根据洛伦兹力公式 $$qv_0B = \frac{mv_0^2}{r}$$ 和几何关系 $$d = r(1+\cos\theta)$$,联立可得临界速度 $$v_0 > \frac{qBd}{m(1+\cos\theta)}$$,因此正确答案为 A

2. 解析:电子在磁场中做圆周运动的半径 $$r = \frac{mv}{qB} = 2a$$(B正确)。磁场最小面积需覆盖电子轨迹,通过几何分析可得面积为 $$\frac{(\pi-2)a^2}{2}$$(C正确)。因此正确答案为 B、C

3. 解析:由动量守恒和能量守恒可得质量比与速度比的关系。通过计算碰撞前后的动能比,最终结果为 $$36:13$$,故正确答案为 B

4. 解析:电子在磁场中的运动半径 $$R = \frac{mv}{qB}$$,时间 $$t = \frac{\theta m}{qB}$$。根据题目几何条件,半径比 $$R_c:R_d=1:2$$(A正确),时间比 $$t_c:t_d=1:2$$(B正确),速率比 $$v_c:v_d=1:\sqrt{2}$$(C错误),加速度比 $$a_c:a_d=1:2$$(D错误)。因此正确答案为 A、B

5. 解析:粒子在磁场中的运动时间 $$t = \frac{\theta m}{qB}$$。编号①的粒子运动时间为 $$\frac{\pi m}{qB}$$(A正确),编号②的粒子时间相同(B正确),编号③的粒子半径 $$r = 2\sqrt{3}a$$(C正确)。时间依次增加(D正确)。因此正确答案为 A、B、C、D

6. 解析:粒子在磁场中的速度由 $$qvB = \frac{mv^2}{r}$$ 可得 $$v = \frac{qBr}{m}$$。考虑几何约束后,实际速度为 $$\frac{(\sqrt{2}+1)qBr}{m}$$,故正确答案为 C

7. 解析:粒子在磁场中的运动时间 $$t = \frac{\theta m}{qB}$$,其中 $$\theta = \frac{\pi}{2}$$,因此时间为 $$\frac{\pi m}{2qB}$$,正确答案为 A

8. 解析:根据轨迹对称性,打在 $$P_2$$ 的粒子需垂直射入(A正确),而 $$P_1$$ 的粒子需左偏射入(C正确)。运动时间与偏转角相关,但题目未明确最短时间的定义(D不严谨)。因此正确答案为 A、C

9. 解析:粒子速度由 $$qvB = \frac{mv^2}{R}$$ 得 $$v = \frac{qBR}{m}$$(A、D选项)。运动时间由轨迹长度决定,完整圆周时间为 $$\frac{2\pi m}{qB}$$,但实际轨迹可能为 $$\frac{1}{3}$$ 圆周(D正确)。因此正确答案为 D

10. 解析:粒子在磁场中的周期 $$T = \frac{2\pi m}{qB}$$,根据偏转角度 $$\theta = \frac{\pi}{3}$$,运动时间为 $$\frac{T}{6}$$,故正确答案为 C

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