如圖所示,在以O(shè)為圓心,半徑為cm的圓形區(qū)域內(nèi),有一個水平方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=0.1 T,方向垂直紙面向外。M,N為豎直平行放置的相距很近的兩金屬板,S1,S2為從M,N板上的兩個小孔,且S1,S2跟O點(diǎn)在垂直極板的同一水平直線上。金屬板M,N與一圓形金屬線圈相連,線圈的匝數(shù)n=1 000匝,面積S=0.2 m2。線圈內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化的規(guī)律為B1=B0+kt(T),其中B0,k為常數(shù),另有一水平放置的足夠長的熒光屏D,O點(diǎn)跟熒光屏D之間的距離為H=2R。比荷為2×105 C/kg的正離子流由S1進(jìn)入金屬板M,N之間后,通過S2向磁場中心射去,通過磁場后落到熒光屏D上。離子的初速度、重力、空氣阻力及離子之間的作用力均可忽略不計。問:
(1)k值為多少可使正離子垂直打在熒光屏上?
(2)若k=0.45 T/s,求正離子到達(dá)熒光屏的位置。
解:(1)正離子被AK之間的電場加速以速度v1進(jìn)入磁場后做1/4圓離開磁場垂直打在熒光屏上,則

半徑

由以上兩式可得
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得

(2)

解得r2=30 cm
正離子進(jìn)入磁場后的徑跡如圖所示,由幾何知識可得

,即β=120°
所以,正離子到達(dá)熒光屏的位置B距中點(diǎn)O'的距離為s=Htan(β-90°)=20 cm
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2004?惠州一模)如圖所示,在一個半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于圓面向里,一個帶電粒子從磁場邊界的A點(diǎn)以指向圓心O的方向進(jìn)入磁場區(qū)域內(nèi),粒子將做圓周運(yùn)動到達(dá)磁場邊界的C點(diǎn),但在粒子經(jīng)過D點(diǎn)時,恰好與一個原來靜止在該點(diǎn)的不帶電的粒子碰撞后結(jié)合在一起形成新粒子,關(guān)于這個新粒子的運(yùn)動情況,以下判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,現(xiàn)從P點(diǎn)以相同的速率發(fā)射兩個檢驗電荷a、b,分別沿PM、PN運(yùn)動到M、N兩點(diǎn),M、N都在以O(shè)為圓心的圓上.若檢驗電荷a、b的質(zhì)量、電荷量均相等,則下列判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,兩個質(zhì)量和電量均相同的檢驗電荷a、b從P點(diǎn)以相同的速率,分別沿PN、PM運(yùn)動到N、M(均在以O(shè)為圓心的圓上),下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在點(diǎn)O置于一個正點(diǎn)電荷,在過點(diǎn)O的豎直平面內(nèi)的點(diǎn)A處,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m,帶電量為q,小球落下的軌跡如圖中實(shí)線所示,它與以O(shè)為圓心,R為半徑的圓相交于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,點(diǎn)A距OC高度為h,若小球過B點(diǎn)時的速度為v,則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在以O(shè)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi),有一個方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.1T,圓半徑,豎直平行放置的金屬板連接在如圖所示的電路中,電源電動勢E=91V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻,滑動變阻器的最大阻值為70Ω;兩金屬板上的小孔、跟O點(diǎn)在垂直于極板的同一直線上,另有一水平放置的足夠長的熒光屏D,O點(diǎn)跟熒光屏D之間的距離,現(xiàn)有比荷的正正離子由小孔進(jìn)入電場加速后,從小孔穿出,通過磁場后打在熒光屏D上,不計離子的重力和離子在小孔處的初速度,問:

⑴若離子能垂直打在熒光屏上,則電壓表的示數(shù)多大?

⑵滑動變阻器滑片P的位置不同,離子在磁場中運(yùn)動的時間也不同,求離子在磁場中運(yùn)動的最長時間和此種情況下打在熒光屏上的位置到屏中心點(diǎn)的距離。

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