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(20分)如圖在xOy坐標系第Ⅰ象限,磁場方向垂直xOy平面向里,磁感應強度大小均為B="1.0T" ;電場方向水平向右,電場強度大小均為E=N/C。一個質量m=2.0×10-7kg,電荷量q=2.0×10-6C的帶正電粒子從x軸上P點以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xOy平面中做勻速直線運動。0.10s后改變電場強度大小和方向,帶電粒子在xOy平面內做勻速圓周運動,取g=10m/s2。求:

(1)帶電粒子在xOy平面內做勻速直線運動的速度v0大小和方向;
(2)帶電粒子在xOy平面內做勻速圓周運動時電場強度的大小和方向;
(3)若勻速圓周運動時恰好未離開第Ⅰ象限,x軸上入射P點應滿足何條件?
(1)速度v0大小2 m/s,方向斜向上與x軸夾角為60°
(2)E=1.0N/C 方向豎直向上(3)x軸上入射P點離O點距離至少為0.27 m
(1)如圖粒子在復合場中做勻速直線運動,設速度v0與x軸夾角為θ,依題意得:粒子合力為零。①(1分)

重力mg=2.0×10-6N,電場力F=Eq=2×10-6N
洛倫茲力="4." 0×10-6N  ②(3分)
由f=qvB得  v0="2" m/s             ③(2分)
=  θ=60°             ④(2分)
速度v0大小2 m/s,方向斜向上與x軸夾角為60°
(2) 帶電粒子在xOy平面內做勻速圓周運動時,電場力F必須與重力平衡,洛倫茲力提供向心力。故電場強度,⑤(3分)
方向豎直向上;⑥(2分)
(3) 如圖帶電粒子勻速圓周運動恰好未離開第1象限,

圓弧左邊與y軸相切N點;     ⑦(2分)
PQ勻速直線運動,PQ=v0t="0.2" m    ⑧(1分)
洛倫茲力提供向心力, ⑨(1分)
整理并代入數(shù)據(jù)得R=" 0.2" m                     ⑩(1分)
由幾何知識得OP="R+Rsin60°-" PQcos60°="0.27" m    ⑾(1分)
x軸上入射P點離O點距離至少為0.27 m         ⑿(1分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線所示的區(qū)域內,有方向垂直于畫面向里的勻強磁場,從邊緣A處有一束速度各不相同的質子沿半徑方向射入磁場,這些質子在磁場區(qū)運動過程中,錯誤的是(      )
A.運動時間越長,其軌跡越長
B.運動時間越短的,射出磁場的速率越小。
C.在磁場中偏轉越小的,運動時間越短。
D.所有質子在磁場中運動時間都相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,一束電子(電量為e)以速度V0垂直射入磁感應強度為B,寬為d的勻強磁場中,電子穿出磁場的速度方向與電子原來的入射方向的夾角為30°,(電子重力忽略不計)

求:(1)電子的質量是多少?
(2)穿過磁場的時間是多少? 
(3)若改變初速度大小,使電子剛好不能從A邊射出,則此時速度v是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(新題快遞)如圖所示,寬h=2 cm的有界勻強磁場的縱向范圍足夠大,磁感應強度的方向垂直紙面向里.現(xiàn)有一群正粒子從O點以相同的速率沿紙面不同方向射入磁場.若粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑r均為5 cm,不計粒子的重力,則(  )
A.右邊界:-4 cm<y<4 cm內有粒子射出
B.右邊界:y>4 cm和y<-4 cm內有粒子射出
C.左邊界:y>8 cm內有粒子射出
D.左邊界:0<y<8 cm內有粒子射出

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示為某一儀器的部分原理示意圖,虛線OA、OB關于y軸對稱,, OA、OB將xOy平面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內存在水平方向的勻強電場,電場強度大小相等、方向相反。帶電粒子自x軸上的粒子源P處以速度v0沿y軸正方向射出,經時間t到達OA上的M點,且此時速度與OA垂直。已知M到原點O的距離OM = a,不計粒子的重力。求:
(1)勻強電場的電場強度E的大;
(2)為使粒子能從M點經Ⅱ區(qū)域通過OB上的N點,M、N點關于y軸對稱,可在區(qū)域Ⅱ內加一垂直xOy平面的勻強磁場,求該磁場的磁感應強度的最小值和粒子經過區(qū)域Ⅲ到達x軸上Q點的橫坐標;
(3)當勻強磁場的磁感應強度取(2)問中的最小值時,且該磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內。由于某種原因的影響,粒子經過M點時的速度并不嚴格與OA垂直,成散射狀,散射角為,但速度大小均相同,如圖所示,求所有粒子經過OB時的區(qū)域長度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

帶電粒子的質量,電荷量q=l.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁場同時又垂直于磁場邊界的方向進入勻強磁場,磁場的磁感強度為B=0.17T.磁場的寬度為L=10cm.求:(不計重力)

(1)帶電粒子離開磁場時的偏轉角多大?
(2)帶電粒子在磁場中運動的時間是多少?
(3)帶電粒子在離開磁場時偏離入射方向的距離d多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在正方形空腔內有勻強磁場,電子以不同的速率從a孔垂直磁場方向平行于ab邊射入磁場,將從c孔射出的電子與從d孔射出的電子相比較(   )
A.速率之比=2:l
B.速率之比=1:1
C.周期之比=1:1
D.在磁場中運動的時間之比1:2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個質量為m,電荷量為q的帶電粒子(重力不計),沿著垂直磁場邊界方向,在a點射入磁感強度為B、寬度為d的勻強磁場,粒子速度方向和B垂直,粒子從b 點射出磁場,出射點與入射點a的豎直距離為.則.以下說法正確的是:(  )

A.此粒子一定帶負電;
B.粒子經過磁場時動能不變
C.帶電粒子射入磁場時的速率為
D.粒子做圓周運動的軌跡半徑等于

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)用磁聚焦法測比荷的裝置如圖所示.在真空玻璃管中裝有熱陰極K和帶有小孔的陽極A.在A、K之間加上電壓U后,不斷地有電子從陰極K由靜止加速到達陽極A,并從小孔射出.接著電子進入平行板電容器C,電容器兩極板間加有不大的交變電場,使不同時刻通過的電子發(fā)生不同程度的偏轉;電容器C和熒光屏S之間加一水平向右的均勻磁場,電容器和熒光屏間的距離為L,電子經過磁場后打在熒光屏上,將磁場的磁感應強度從零開始緩慢增大到為B時,熒光屏上的光點的銳度最大(這時熒光屏S上的亮斑最小).
(1)若平行板電容器C的板長為,求電子經過電容器和磁場區(qū)域的時間之比;
(2)用U、B、L表示出電子的比荷;
(3)在磁場區(qū)域再加一勻強電場,其電場強度的大小為,方向與磁場方向相反,若保持U、L和磁場方向不變,調節(jié)磁場的磁感應強度大小,仍使電子在熒光屏上聚焦,則磁感應強度大小滿足的條件是什么?

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