圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線,在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外.O是MN上的一點(diǎn),從O點(diǎn)可以向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子,粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度可在紙面內(nèi)各個(gè)方向.已知先后射入的兩個(gè)粒子恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇,P到O的距離為L(zhǎng).不計(jì)重力及粒子間的相互作用.求:
(1)所考察的粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑;
(2)這兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔。
 
(1) R=mv/qB
(2)
(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,由牛頓第二定律得:qvB=mv2/RR="mv/qB"             ①
(2)以O(shè)P為弦畫兩個(gè)半徑相等的圓弧,分別表示兩個(gè)粒子的軌道.圓心和直徑分別為O1、O2和OO1Q1、OO2Q2,在O處兩個(gè)圓的切線分別表示兩個(gè)粒子的射入方向,用θ表示它們之間的夾角,由幾何關(guān)系得:∠PO1Q1=∠PO2Q2=θ          ②
從O點(diǎn)射入到相遇,粒子1的路程為半個(gè)圓周加弧長(zhǎng)Q1P,且Q1P=Rθ                                    
粒子2的路程為半個(gè)圓周減弧長(zhǎng)Q2P,且Q2P=Rθ
粒子1的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1=T/2+Rθ/v             
 粒子2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1=T/2-Rθ/v              
兩例子射入的時(shí)間間隔為△t=t1-t2=2Rθ/v         
Rcoc(θ/2)=L/2解得
θ="2Rarccos(L/2R)                             " ⑧
由①⑦⑧三式解得:
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

網(wǎng)上有資料顯示,至2006年5月份,美國(guó)磁流體發(fā)電機(jī)的容量已超過(guò)32 000千瓦,我國(guó)也已研制出幾臺(tái)不同形式的磁流體發(fā)電機(jī).磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化成電能,右圖是它的示意圖.平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量的正、負(fù)帶電粒子)噴入磁場(chǎng),A、B兩板間便產(chǎn)生電壓.如果把A、B和用電器連接,A、B就是直流電源的兩個(gè)電極,就能對(duì)用電器供電.

磁流體發(fā)電
(1)圖中A、B兩板哪一個(gè)是發(fā)電機(jī)的正極?
(2)若A、B兩板相距為d,板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場(chǎng),該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一細(xì)線上端固定,下端拴一個(gè)帶負(fù)電的小球,使小球在水平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針?lè)较,則懸點(diǎn)O處的磁場(chǎng)方向是[  ]
A.豎直向下
B.豎直向上
C.水平向左
D.水平向右

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,質(zhì)量為1g的小環(huán)帶4×10-4C的正電荷,套在長(zhǎng)直的絕緣桿上,兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=O.2。將桿放入都是水平的互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,桿所在平面與磁場(chǎng)垂直,桿與電場(chǎng)的夾角為37°。若E=10N/C,B=O.5T,小環(huán)從靜止起動(dòng)。求:
(1)當(dāng)小環(huán)加速度最大時(shí),環(huán)的速度和加速度;
(2)當(dāng)小環(huán)的速度最大時(shí),環(huán)的速度和加速度。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,傾角θ=30º、寬度L=1m的足夠長(zhǎng)的“U”形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B =1T,范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下。用平行于軌道的牽引力拉一根質(zhì)量m =0.2㎏、電阻R =1Ω的垂直放在導(dǎo)軌上的金屬棒a b,使之由靜止開(kāi)始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)。牽引力做功的功率恒為6W,當(dāng)金屬棒移動(dòng)2.8m時(shí),獲得穩(wěn)定速度,在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為5.8J,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦,取g=10m/s2。求:
(1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度是多大?
(2)金屬棒從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)所需的時(shí)間多長(zhǎng)?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在的區(qū)域中,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里,且. 一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度沿軸負(fù)方向射出,要使該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又經(jīng)過(guò)點(diǎn),的比值應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖17所示,兩個(gè)寬度為d的有界磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B,方向如圖18所示,不考慮左右磁場(chǎng)相互影響且有理想邊界。一帶電質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m,電量為q,以一定的初速度從邊界外側(cè)垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),入射方向與CD成θ角。若帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域后又與初速度方向相同的速度出射。求初速度的最小值以及經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的最長(zhǎng)時(shí)間。(重力不計(jì))。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,為三個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直紙面向外、向里和向外,磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng),在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)邊界處,有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直,現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn),規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電動(dòng)勢(shì)E為正,磁感線垂直紙面向里時(shí)的磁通量ф為正值,外力F向右為正。則以下能反映線框中的磁通量ф、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力F和電功率P隨時(shí)間變化規(guī)律圖象的是( )

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

北京廣播電臺(tái)發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的訊號(hào)、家用微波中的微波、VCD機(jī)中的激光(可見(jiàn)光)、人體透視用的X光,都是電磁波.它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4,則(    )
A.f2>f1>f3>f4B.f1<f3<f2<f4
C.f1<f2<f3<f4D.f1>f2>f3>f4

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