如圖所示,在兩平行邊界、的狹長區(qū)域內(nèi),分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度為而方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域?qū)挾葹?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824151053302603.png" style="vertical-align:middle;" />。一帶正電的粒子,質(zhì)量為,帶電量為,以速率從左邊界的O處斜向上射入磁場,粒子剛好從另一邊界垂直射出,求:

(1)請畫出帶電粒子在磁場中運(yùn)動的運(yùn)動軌跡
(2)帶電粒子在磁場中的軌道半徑r為多大?
(3)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間t是多少?(此小題結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(1)圖見解析 (2)  (3)

試題分析:(1)粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示

(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律,有:


代入數(shù)據(jù)解得:
(3)由幾何關(guān)系得:
,代入數(shù)據(jù)解得:
即   
故帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為:


代入數(shù)據(jù)解得:t
點(diǎn)評:中等難度。在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動規(guī)律時(shí),著重把握“一找圓心,二找半徑,三找周期或時(shí)間”的規(guī)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進(jìn)入粒子速度選擇器,選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E、方向水平向右.已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器,從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場.帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn).可測量出G、H間的距離為l帶電粒子的重力可忽略不計(jì).粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B1的大小為          ;偏轉(zhuǎn)磁場的磁感強(qiáng)度B2的大小為            

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O 處有一放射源,向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子。在放射源右側(cè)有一很薄的擋板,垂直于x 軸放置,擋板與xoy 平面交線的兩端M、N 正好與原點(diǎn)O 構(gòu)成等邊三角形,O′ 為擋板與x 軸的交點(diǎn)。在整個(gè)空間中,有垂直于xoy 平面向外的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),帶電粒子在磁場中沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動。已知帶電粒子的質(zhì)量為m,帶電荷量大小為q,速度大小為υ,MN 的長度為L。(不計(jì)帶電粒子的重力及粒子間的相互作用)

(1)確定帶電粒子的電性;
(2)要使帶電粒子不打在擋板上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值;
(3)要使MN 的右側(cè)都有粒子打到,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。(計(jì)算過程中,要求畫出各臨界狀態(tài)的軌跡圖)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在一勻強(qiáng)磁場中有三個(gè)帶電粒子,其中1和2為質(zhì)子(),3為α粒子()的徑跡.它們在同一平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動,三者軌道半徑r1>r2>r3并相切于P點(diǎn),設(shè)Tv、a、t分別表示它們做圓周運(yùn)動的周期、線速度、向心加速度以及各自從經(jīng)過P點(diǎn)算起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時(shí)間,則     (   )
A.T1T2<T3
B.v1v2>v3
C.a1>a2>a3
D.t1<t2<t3

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為m,電量為q的兩個(gè)質(zhì)子分別以大小相等,方向與豎直都成角(且)的初速度從平板MN上的小孔O射入垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,MN以上的磁場空間足夠大,整個(gè)裝置放在真空中,且不計(jì)粒子重力,求:
⑴ 這兩個(gè)質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔O的距離分別是多少?
⑵ 這兩個(gè)質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B、但方向相反的勻強(qiáng)磁場,OP是它們的分界面。有一束電量均為q、但質(zhì)量不全相同的帶電粒子,經(jīng)過相同的電場加速后,從O處沿與OP和磁場都垂直的方向進(jìn)入磁場,在這束粒子中有一些粒子的軌跡如圖所示。已知OP=L,加速電場的電勢差為U,重力不計(jì),問。

(1)按圖示的軌跡到達(dá)P點(diǎn)的每個(gè)粒子的質(zhì)量m為多大?
(2)在這束粒子中,質(zhì)量為m的多少倍的粒子也可能到達(dá)P點(diǎn)?(設(shè)質(zhì)量為m1)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

從同一點(diǎn)發(fā)出四束帶電粒子,它們的軌跡如圖所示,對它們的電性判斷正確的是( 。
A.粒子束1帶正電B.粒子束2帶負(fù)電
C.粒子束3帶正電D.粒子束4帶負(fù)電

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖,在T的勻強(qiáng)磁場中,CD是垂直于磁場方向上的同一平面上的兩點(diǎn),相距d=0.05m,磁場中運(yùn)動的電子經(jīng)過C時(shí),速度方向與CD成角,而后又通過D點(diǎn),

求:
(1)在圖中標(biāo)出電子在C點(diǎn)受磁場力的方向。
(2)電子在磁場中運(yùn)動的速度大小。
(3)電子從C點(diǎn)到D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間。
(電子的質(zhì)量 電量)(3)t=6.5×10-9s

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

電子自靜止開始經(jīng)M、N板間(兩板間的電壓為U)的電場加速后從A點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d有平行邊界的勻強(qiáng)磁場中,電子離開磁場時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L,如圖所示.求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.(已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e)、

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同步練習(xí)冊答案