如圖16所示,在空間存在這樣一個磁場區(qū)域,以MN為界,上部分的勻強磁場的磁感應強度為B1,下部分的勻強磁場的磁感應強度為B2,B1=2B2=2B0,方向均垂直紙面向內(nèi),且磁場區(qū)域足夠大.在距離界線為h的P點有一帶負電荷的離子處于靜止狀態(tài),某時刻該離子分解成為帶電的粒子A和不帶電的粒子B,粒子A質(zhì)量為m、帶電荷量為q,以平行于界線MN的速度向右運動,經(jīng)過界線MN時的速度方向與界線成60°角,進入下部分磁場.當粒子B沿與界線平行的直線到達位置Q點時,恰好又與粒子A相遇.不計粒子的重力,求:

圖16

(1)P、Q兩點間距離;?

(2)粒子B的質(zhì)量.


解析:

(1)粒子A在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,設粒子A的速度為v0,在MN上方運動半徑為R1,運動周期為T1,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動公式,

解得R1=

同理,粒子A在MN下方運動半徑R2和周期T2分別為:

粒子A由P點運動到MN邊界時與MN的夾角為60°,如圖所示,則有R1-h=R1cos60°　得到:R1=2h,R2=4h.?

PQ間的距離為?d=2R2sin60°-2R1sin60°=2 h.?

(2)粒子A從P點到Q點所用時間為?

設粒子B的質(zhì)量為M,從P點到Q點速度為v　

mv0=4qB0h?

根據(jù)動量守恒定律?mv0-Mv=0，

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16所示，長為2L的板面光滑且不導電的平板小車C放在光滑水平面上，車的右端有塊擋板，車的質(zhì)量mc=4m,絕緣物塊B的質(zhì)量mb=2m.若B以一定速度沿平板向右與C車的擋板相碰，碰后小車的速度總等于碰前物塊B速度的一半.今在靜止的平板車的左端放一個帶電荷量為+q、質(zhì)量為ma=m的物塊A，將物塊B放在平板車的中央，在整個空間加上一個水平方向的勻強電場時，金屬塊A由靜止開始向右運動，當A以v0速度與B發(fā)生碰撞后，A以的速率反彈回來，B向右運動.（A、B均可當質(zhì)點看待，碰撞時間極短，可不計）

圖16

（1）求勻強電場的場強大小和方向.?

（2）若A第二次和B相碰，判斷是在B和C相碰之前還是相碰之后發(fā)生.

（3）A從第一次與B相碰到第二次與B相碰這個過程中，電場力對A做了多少功？

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年江蘇省徐州市高二上學期期末考試物理試卷（選修）（帶解析） 題型：計算題

(16分)如圖甲所示，在軸右側(cè)加有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度=1T。從原點處向第Ⅰ象限發(fā)射一比荷 =1×104C/kg的帶正電的粒子(重力不計)，速度大小=103m/s，方向垂直于磁場且與軸正方向成300角。


(1)求粒子在該勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和在該磁場中運動的時間。
(2)若磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示(垂直于紙面向外為正方向)，s后空間不存在磁場．在=0時刻，粒子仍從點以與原來相同的速度射入，求粒子從點射出后第2次經(jīng)過軸時的坐標。

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科目：高中物理 來源： 題型：

 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應強度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75ｓ再次相碰。設碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問

（１）  電場強度Ｅ的大小是多少？

（２）  兩小球的質(zhì)量之比是多少？

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年高考物理熱點預測專題7電場和磁場 題型：計算題

 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應強度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75ｓ再次相碰。設碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問

（１）  電場強度Ｅ的大小是多少？

（２）  兩小球的質(zhì)量之比是多少？

 

 

 

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