如圖10所示,在坐標(biāo)系xoy平面的x>0區(qū)域內(nèi),有電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×105N/C,方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20 T,方向與xoy平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在y軸上有一足夠長(zhǎng)的熒光屏MN,在x軸上的P(10,0)點(diǎn)處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質(zhì)量m=6.4×10-27kg,電量q=3.2×10-19C的帶正電粒子,其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若撤去電場(chǎng),并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(整個(gè)裝置都處在真空中),求:

(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;

(2)熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍;

(3)熒光屏上閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移動(dòng)到最低點(diǎn)所用的時(shí)間。

 

(1)

(2)

(3)

解析:(1)由粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),有:           (1’)

      撤去電場(chǎng)后,有      (1’)

          ∴ 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑

      (1’)

(2)畫(huà)出右圖可知,粒子最上端打在A點(diǎn),最下端打在B點(diǎn)                (2’) 

                 (1’)

                                     (1’)

          ∴

(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

                (1’)

∴粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)                        (1’)

     閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移到最低點(diǎn)的過(guò)程中,粒子槍轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為   (1’)

      ∴ 用時(shí)                      (1’)

 

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖1所示,在y=0和y=0.9m之間有垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN為磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界,磁場(chǎng)在x軸方向范圍足夠大.磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖2,取垂直紙面向里為正方向.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子,質(zhì)量為m=4.8×10-18kg,帶電量為q=3.2×10-12C,在t=0時(shí)刻以速度v0=6.28×102m/s從O點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,粒子重力不計(jì).求:

(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑;
(2)畫(huà)出0~5×10-4s內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡;
(3)粒子在t=5×10-4s時(shí)的位置坐標(biāo);
(4)粒子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,在直角坐標(biāo)系y軸右側(cè)虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi),分布著場(chǎng)強(qiáng)E=
2
2
×105N/c
的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向上;在y軸左側(cè)虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi),分布著B(niǎo)=5.0×10-2T、方向垂直紙面且隨時(shí)間作周期性變化的磁場(chǎng),如圖乙所示(以垂直紙面向外為正).虛線(xiàn)所在位置的橫坐標(biāo)在圖中已標(biāo)出.T=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=1.6×10-27kg,電荷量q=+3.2×10-19C的帶電粒子(不計(jì)重力),從點(diǎn)M(-0.5m,0.2
2
m)處以v=2
2
×106m/s的速度平行于x軸向右射入磁場(chǎng).(磁場(chǎng)改變方向的瞬間,粒子速度不變)

(1)求磁場(chǎng)方向第一次改變時(shí),粒子所處位置的坐標(biāo).
(2)在圖甲中畫(huà)出粒子從射入磁場(chǎng)到射出電場(chǎng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(3)求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖1所示,在實(shí)驗(yàn)室的真空室內(nèi),兩塊正對(duì)的平行金屬板水平放置.在兩板之間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)按圖2所示的規(guī)律變化(沿y軸方向?yàn)檎较颍趦砂逭虚g有一圓形垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖3所示規(guī)律變化,如果建立如圖1所示的坐標(biāo)系,在t=0時(shí)刻,有一質(zhì)量m=9.0×10-9kg、電荷量q=9.0×10-6C的帶正電的小球,以v0=1m/s的初速度沿y軸正方向從O點(diǎn)射入.試求:
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(1)小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度;
(2)小球再次到達(dá)x軸的坐標(biāo);
(3)畫(huà)出小球從O點(diǎn)到再次到達(dá)x軸的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(請(qǐng)標(biāo)注必要的角度和位置).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2010?威海二模)如圖甲所示,在以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)的xoy平面內(nèi),存在著范圍足夠大的電場(chǎng)和磁場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量m=2×10-2kg,帶電量q=+5×10-3C的帶電小球在0時(shí)刻以v0=40m/s的速度從O點(diǎn)沿+x方向(水平向右)射入該空間,在該空間同時(shí)加上如圖乙所示的電場(chǎng)和磁場(chǎng),其中電場(chǎng)沿-y方向(豎直向上),場(chǎng)強(qiáng)大小E0=40V/m.磁場(chǎng)垂直于xoy平面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0=4πT.取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,計(jì)算結(jié)果中可以保留根式或π.試求:
(1)12s末小球速度的大。
(2)在給定的xoy坐標(biāo)系中,大體畫(huà)出小球在0~24s內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.
(3)26s末小球的位置坐標(biāo).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)與磁場(chǎng)的方向相同,已知電場(chǎng)強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖10所示,在該真空室內(nèi)建立三維直角坐標(biāo)系,其中軸豎直向上。質(zhì)量,帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度沿方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)垂直,取。

(1)求質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力與洛侖茲力的大小之比;

(2)求帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量;

(3)若在質(zhì)點(diǎn)通過(guò)O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),求經(jīng)過(guò)時(shí)間帶電質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

 


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