(14分)如圖甲所示，在xOy坐標平面y軸左側(cè)有一速度選擇器，速度選擇器中的勻強電場方向豎直向下，兩板間的電壓為U，距離為d；勻強磁場磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里。xOy坐標平面的第一象限(包括x、y軸)內(nèi)存在磁感應強度大小為BO、方向垂直于xOy平面且隨時間做周期性變化的勻強磁場，如圖乙所示(磁場方向垂直xOy平面向里的為正)。一束比荷不同的帶正電的粒子恰能沿直線通過速度選擇器，在t=0時刻從坐標原點O垂直射人周期性變化的磁場中。部分粒子經(jīng)過一個磁場變化周期TO后，速度方向恰好沿x軸正方向。不計粒子的重力，求：

(1)粒子進入周期性變化的磁場的速度”；
(2)請用三角板和圓規(guī)作出經(jīng)一個磁場變化周期TO后，速度方向恰好沿x軸正方向，且此時縱坐標最大的粒子的運動軌跡，并求出這種粒子的比荷上；
(3)在(2)中所述的粒子速度方向恰好沿x軸正方向時的縱坐標y。
（1）（2）（3）
2
試題分析：（1）粒子沿直線通過速度選擇器，即受力平衡，
得
（2）根據(jù)磁場的周期性變化，粒子在勻強磁場中的圓周運動軌跡也是對稱的，只要沒有離開磁場，經(jīng)過一個磁場變化周期后速度都會沿X軸正向，即與初速度方向同。恰好不離開磁場時，縱坐標最大，如下圖

設粒子在勻強磁場中運動的半徑為R，則根據(jù)上圖中幾何關系得，即
設粒子圓周運動周期為T，則有
所以
根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，有圓周運動的周期
整理可得
(3)有幾何關系可得
帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動
整理得
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

如圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖。圖中，永磁鐵提供勻強磁場，硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子。當這些粒子從上部垂直進入磁場時，下列說法正確的是
A．電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同
B．電子和正電子在磁場中的運動軌跡一定相同
C．僅依據(jù)粒子的運動軌跡無法判斷此粒子是質(zhì)子還是正電子
D．粒子的動能越大，它在磁場中運動軌跡的半徑越小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在電視機的顯像管中，電子束的掃描是用磁偏轉(zhuǎn)技術實現(xiàn)的，其掃描原理如圖甲所示，圓形區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場方向垂直于圓面，當不加磁場時，電子束將通過O點而打在屏幕的中心M點。為了使屏幕上出現(xiàn)一條以M點為中點的亮線PQ，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律是圖乙中的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在平面坐標系xoy內(nèi)，第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，第I、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強磁場，磁場圓心在M（L，0）點，磁場方向垂直于坐標平面向外．一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q（－2L，－L）點以速度v0沿x軸正方向射出，恰好從坐標原點O進入磁場，從P（2L，0）點射出磁場．不計粒子重力，求：

（1）帶電粒子進入磁場時的速度大小和方向。
（2）電場強度與磁感應強度大小之比
（3）粒子在磁場與電場中運動時間之比

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖，為探討霍爾效應,取一塊長度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導體, 給金屬導體加與側(cè)面垂直的勻強磁場B, 且通以圖示方向的電流I時, 用電壓表測得導體上、下表面M、N間電壓為U. 已知自由電子的電荷量為e. 下列說法中正確的是
A．M板比N板電勢低
B．導體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多, 電壓表的示數(shù)越大
C．導體中自由電子定向移動的速度為v=U/B
D．導體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，虛線區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，當一個帶正電的粒子（重力不計）沿箭頭方向穿過該區(qū)域時，運動軌跡如圖中的實線所示，則該區(qū)域內(nèi)的磁場方向可能是
A．平行紙面向右B．平行紙面向下
C．垂直紙面向里D．垂直紙面向外

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，虛線的左下方存在勻強磁場大小B。A、B是完全相同的兩個質(zhì)量均為m的小金屬球(可看做質(zhì)點)。A帶正電q,B不帶電且用長為L的細繩豎直懸掛在O點。整個空間存在豎直向上的勻強電場，場強大小為，A球在M點沿豎直向下射入磁場B，到達N點時速度水平，在N點與B球碰后交換速度，碰后B球剛好能以L為半徑，在豎直平面內(nèi)運動到圓周最高點，A球則水平勻速從Q點射出。(重力加速度為g)不計一切摩擦。已知AB與水平面夾角為45°，BC與水平面夾角為θ=30°。

求：(1)B球被碰后的速度大小。
(2)A球射入點M到N的距離。
(3)A球從Q點水平射出時距N點的距離。（筆者感覺原試卷缺少條件，故做了改編，僅供參考）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形，磁場垂直紙面向外，比荷為e/m的電子以速度v0從A點沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過BC邊，則磁感應強度B的取值應為（     ）
A．B＞B．B＜
C．B＞D．B＜

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個不計重力的帶正電荷的粒子，沿圖中箭頭所示方向進入磁場，磁場方向垂直于紙面向里，則粒子的運動軌跡為（   ）
A．圓弧aB．直線b
C．圓弧cD．a(chǎn)、b、c都有可能

查看答案和解析>>

同步練習冊答案