如圖所示,在某空間實驗室中,有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.10 T,磁場區(qū)域半徑r=m,左側(cè)區(qū)圓心為O1,磁場向里,右側(cè)區(qū)圓心為O2,磁場向外。兩區(qū)域切點為C。今有質(zhì)量m=3.2×10-26 kg,帶電荷量q=1.6×10-19 C的某種離子,從左側(cè)區(qū)邊緣的A點以速度v=106 m/s正對O1的方向垂直磁場射入,它將穿越C點后再從右側(cè)區(qū)穿出。求:
(1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間。
(2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離為多大?(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離)
解:(1)離子在磁場中做勻速圓周運動,在左右兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的,如圖,設(shè)軌跡半徑為R,圓周運動的周期為T

由牛頓第二定律qvB=m ①
又:T= ②
聯(lián)立①②得:R= ③,T= ④
將已知代入③得R=2 m ⑤
由軌跡圖知:tanθ=,則θ=30°
則全段軌跡運動時間:t=2××2θ= ⑥
聯(lián)立④⑥并代入已知得:t=s=4.19×10-6 s
(2)在圖中過O2向AO1作垂線,聯(lián)立軌跡對稱關(guān)系側(cè)移總距離d=2rsin2θ=2 m
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”字樣,首先,在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標系,在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個區(qū)域,在這三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B3、B2、B1,其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T,方向如圖所示.在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強電場E1、E2(圖中未畫出),忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng),ABCD是以坐標原點O為中心對稱的正方形,其邊長a=0.2m.現(xiàn)在界面MN上的A點沿x軸正方向發(fā)射一個比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子(其重力不計),粒子恰能沿圖中實線運動,途經(jīng)B、C、D三點后回到A點,做周期性運動,軌跡構(gòu)成一個“0”字,已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均作直線運動.試求:

(1)粒子自A點射出時的速度大小v0
(2)電場強度E1、E2的大小和方向;
(3)粒子作一次周期性運動所需的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,S1、S2是兩個頻率相同的波源,它們發(fā)出的兩列簡諧橫波在空間相遇,圖中虛線和實線分別代表某時刻這兩列波的波谷和波峰,則下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?日照一模)某同學設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”、“8”字樣,首先,如圖甲所示,在真空空間的豎直平面內(nèi)建立.roy坐標系,在y1=0.1m和y2=一0.1m處有兩個與z軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成I、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,在三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B1、B2、B3其大小滿足B=2=B1=2B3=0.02T,方向如圖甲所示.在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強電場E1、E2(圖中未畫出),忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng).ABCD是以坐標原點.為中心對稱的正方形,其邊長L=0.2m.現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷
qm
=108C/kg的帶正電荷的粒子(其重力不計),粒子恰能沿圖中實線途經(jīng)BCD三點后回到A點并做周期性運動,軌跡構(gòu)
成一個“0”字.已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均做直線運動.
(1)求電場E1、E2的大小和方向.
(2)去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強電場和磁場,其他條件不變,仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子,使粒子運動的軌跡成為上、下對稱的“8”字,且運動周期不變,請在答題紙中的乙圖上Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內(nèi)重新設(shè)計適當?shù)膭驈婋妶龌騽驈姶艌,并畫出帶電粒子的運動軌跡和你所設(shè)計的“場”.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某同學設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”字樣,首先,在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標系,在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個區(qū)域,在這三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B3、B2、B1,其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T,方向如圖所示.在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強電場E1、E2(圖中未畫出),忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng),ABCD是以坐標原點O為中心對稱的正方形,其邊長a=0.2m.現(xiàn)在界面MN上的A點沿x軸正方向發(fā)射一個比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子(其重力不計),粒子恰能沿圖中實線運動,途經(jīng)B、C、D三點后回到A點,做周期性運動,軌跡構(gòu)成一個“0”字,已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均作直線運動.試求:

精英家教網(wǎng)

(1)粒子自A點射出時的速度大小v0;
(2)電場強度E1、E2的大小和方向;
(3)粒子作一次周期性運動所需的時間.

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科目:高中物理 來源:2008-2009學年江蘇省淮安市淮陰區(qū)高二(上)期中物理試卷(解析版) 題型:解答題

某同學設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”字樣,首先,在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標系,在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個區(qū)域,在這三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B3、B2、B1,其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T,方向如圖所示.在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強電場E1、E2(圖中未畫出),忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng),ABCD是以坐標原點O為中心對稱的正方形,其邊長a=0.2m.現(xiàn)在界面MN上的A點沿x軸正方向發(fā)射一個比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子(其重力不計),粒子恰能沿圖中實線運動,途經(jīng)B、C、D三點后回到A點,做周期性運動,軌跡構(gòu)成一個“0”字,已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均作直線運動.試求:

(1)粒子自A點射出時的速度大小v;
(2)電場強度E1、E2的大小和方向;
(3)粒子作一次周期性運動所需的時間.

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