如圖所示，在OM與OP之間無限大區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2×10-3T的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向內(nèi)．一質(zhì)量為m=6.4×10-27kg、電荷量為q=-3.2×10-19C的帶電粒子從A點(diǎn)以速度v0垂直O(jiān)M射入磁場，之后又垂直O(jiān)P離開磁場．不計(jì)粒子重力，A點(diǎn)到OP邊界的距離為L=0.2
2
m．求：
（1）粒子的速度v0；
（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t；
（3）若要求粒子不能從OP邊界射出，則粒子從A點(diǎn)垂直O(jiān)M射入磁場的最大速度vm．
（1）粒子做圓周運(yùn)動有：Bqv0=
m
v20
r

由幾何知識知其半徑為：r=
L
sin45°

解得：v0=
BqL
msin45°

代入數(shù)據(jù)得：v0=4×104m/s
（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間：t=
π
4
r
v0

代入數(shù)據(jù)得：t=
π
4
×10-5s
（3）粒子不能從OP邊界射出的臨界情況為軌跡與OP相切，如圖所示，設(shè)粒子此時(shí)的圓周運(yùn)動半徑為rm：
rm+
rm
sin45°
=
L
sin45°

粒子做圓周運(yùn)動有：Bqvm=
m
v2m
rm

聯(lián)立解得：vm=
BqL
m(1+sin45°)

代入數(shù)據(jù)得：vm=4（
2
-1）×104m/s
答：（1）粒子的速度v0為4×104m/s；
（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t為
π
4
×10-5s；
（3）若要求粒子不能從OP邊界射出，則粒子從A點(diǎn)垂直O(jiān)M射入磁場的最大速度vm為4（
2
-1）×104m/s．
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：問答題

一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從O點(diǎn)處沿+y方向以初速v0射入一個(gè)邊界為矩形的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于xy平面向里，它的邊界分別是y=0、y=a，x=-1.5A．x=1.5a,如圖所示．改變磁感強(qiáng)度B的大小，粒子可從磁場的不同邊界面射出，并且射出磁場后偏離原來速度方向的角度θ會隨之改變．試討論粒子可以從哪幾個(gè)邊界面射出，從這幾個(gè)邊界面射出時(shí)磁感強(qiáng)度B的大小及粒子的偏轉(zhuǎn)最大角度θ各在什么范圍內(nèi)？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖1，圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)有一電荷量為q，質(zhì)量為m的正離子從a點(diǎn)沿圓形區(qū)域的直徑入射，設(shè)正離子射出磁場區(qū)域方向與入射方向的夾角為，求此離子在磁場區(qū)域內(nèi)飛行的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

磁聚焦被廣泛的應(yīng)用在電真空器件中，如圖所示，在坐標(biāo)xoy中存在有界的勻強(qiáng)聚焦磁場，方向垂直坐標(biāo)平面向外，磁場邊界PQ直線與x軸平行，距x軸的距離為
2
3
a
3
，邊界POQ的曲線方程為y=
x(a-x)
a2
3
-x2
．且方程對稱y軸，在坐標(biāo)x軸上A處有一粒子源，向著不同方向射出大量質(zhì)量均為m、電量均為q的帶正電粒子，所有粒子的初速度大小相同均為v，粒子通過有界的勻強(qiáng)磁場后都會聚焦在x軸上的F點(diǎn)．已知A點(diǎn)坐標(biāo)為（-a，0），F(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)為（a，0）．不計(jì)粒子所受重力和相互作用求：
（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）粒子射入磁場時(shí)的速度方向與x軸的夾角為多大時(shí)，粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間最長，最長對間為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E．從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用．求：
（1）質(zhì)子射入磁場時(shí)速度的大�。�
（2）沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間；
（3）與x軸正方向成30°角（如圖所示）射入的質(zhì)子，從離開磁場到達(dá)y軸所需要的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

洛倫茲力演示儀主要是由兩個(gè)勵(lì)磁線圈、玻璃泡和電子槍組成，圖是演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖．兩個(gè)勵(lì)磁線圈在玻璃泡的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁場的方向與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=KI，其中I是勵(lì)磁線圈 的電流，k是比例系數(shù)（k=5×10-4T/A）．電子槍中燈絲發(fā)出的電子初速度為零，經(jīng)過U=140v的電場加速后，垂直磁場方向進(jìn)入磁場區(qū)域，在玻璃泡內(nèi)運(yùn)動時(shí)形成的圓形徑跡．調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流，當(dāng)I=2A時(shí)，用卡尺測得電子圓形徑跡的直徑為D=0.08m，忽略電子的重力和電子間的相互作用力，可以判斷出（　�。�
A．勵(lì)磁線圈中的電流方向是順時(shí)針，電子的比荷為
e
me
=1.75×1011C/kg
B．勵(lì)磁線圈中的電流方向是逆時(shí)針，電子的比荷為
e
me
=1.75×1011C/kg
C．勵(lì)磁線圈中的電流方向是順時(shí)針，電子的比荷為
e
me
=4.38×1010C/kg
D．勵(lì)磁線圈中的電流方向是逆時(shí)針，電子的比荷為
e
me
=4.38×1010 C/kg

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的粒子（重力不計(jì)），以初速度v由狹縫S1，垂直進(jìn)入電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中．
（1）為了使此粒子不改變方向從狹縫S2穿出，則必須在勻強(qiáng)電場區(qū)域加入勻強(qiáng)磁場，求勻強(qiáng)磁場B1的大小和方向．
（2）帶電粒子從S2穿出后垂直邊界進(jìn)入一個(gè)矩形區(qū)域，該區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，若射入點(diǎn)與射出點(diǎn)間的距離為L，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，I、Ⅱ是豎直平面內(nèi)兩個(gè)相同的半圓形光滑絕緣軌道，K為軌道最低點(diǎn)．軌道I處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，軌道II處于水平向右的勻強(qiáng)電場中．兩個(gè)完全相同的帶正電小球a、b從靜止開始下滑至第一次到達(dá)最低點(diǎn)k的過程，則此過程帶電小球a、b相比（　�。�
A．球a所需時(shí)間較長
B．球b機(jī)械能損失較多
C．在K處球a速度較大
D．在K處球b對軌道壓力較大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，將磁鐵靠近陰極射線管（電子射線管）時(shí)，發(fā)現(xiàn)電子束會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法正確的是（　�。�
A．使電子束偏轉(zhuǎn)的作用力是洛倫茲力
B．使電子束偏轉(zhuǎn)的作用力是電場力
C．若圖中的電子束向下偏，則陰影部分對應(yīng)的為N極
D．若陰影部分對應(yīng)的為S極，則電子束向上偏

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案