(22分)如圖所示,虛線MO與水平線PQ相交于O,二者夾角θ=30°,在MO左側(cè)存在電場強度為E、方向豎直向下的勻強電場,MO右側(cè)某個區(qū)域存在磁感應強度為B、垂直紙面向里的勻強磁場,O點處在磁場的邊界上.現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子在紙面內(nèi)以速度v()垂直于MO從O點射入磁場,所有粒子通過直線MO時,速度方向均平行于PQ向左.不計粒子的重力和粒子間的相互作用力,求:

(1)速度最大的粒子自O點射入磁場至返回水平線POQ所用的時間。
(2)磁場區(qū)域的最小面積。
(1)(2)
(1)粒子的運動軌跡如圖所示,設粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑為R,周期為T,粒子在勻強磁場中運動時間為t1則 即          (2分)
 ①      
 ②          (2分)
  ③         (2分)
設粒子自N點水平飛出磁場,出磁場后應做勻速運動至OM,設勻速運動的距離為s,勻速運動的時間為t2
由幾何關(guān)系知:
S=Rcotθ ④         (2分)
 ⑤          (2分)
過MO后粒子做類平拋運動,設運動的時間為,則: ⑥  (2分)
又由題知:  ⑦
則速度最大的粒子自O進入磁場至重回水平線POQ所用的時間⑧  (2分)
解①②③④⑤⑥⑦⑧得:    (2分)
(2)由題知速度大小不同的粒子均要水平通過OM,則其飛出磁場的位置均應在ON的連線上,故磁場范圍的最小面積是速度最大的粒子在磁場中的軌跡與ON所圍成的面積。

扇形的面積⑨ (2分)
的面積為:
 ⑩   (2分)
 (11)
聯(lián)立①⑦⑨⑩(11)得:      (2分)
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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關(guān)于電荷所受電場力和洛倫茲力,正確的說法是(       )
A.電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用
B.電荷在電場中一定受電場力作用
C.電荷在電場中不一定受電場力
D.電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場方向垂直

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(09年廣東文科基礎(chǔ))61.帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時,其受到的洛倫茲力的方向,下列表述正確的是        (   )
A.與磁場方向相同
B.與運動方向相同
C.與運動方向相反
D.與磁場方向垂直

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如圖所示,在一底邊長為2L,θ=45°的等腰三角形區(qū)域內(nèi)(O為底邊中點)有垂直紙面向外的勻強磁場. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從O點垂直于AB進入磁場,不計重力與空氣阻力的影響.

(1)粒子經(jīng)電場加速射入磁場時的速度?
(2)磁感應強度B為多少時,粒子能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板?
(3)增大B,可延長粒子在磁場中的運動時間,求粒子在磁場中運動的極限時間.(不計粒子與AB板碰撞的作用時間,設粒子與AB板碰撞前后,電量保持不變并以相同的速率反彈)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

長為 L 的正方形線框abcd電阻為 R ,以速度V勻速進入邊長為L的正方形區(qū)域,該區(qū)域中磁場方向如圖所示,磁感應強度大小均為 B ,則線框進入過程中(   )
A.線框中產(chǎn)生的感應電流方向不變
B.線框剛進入磁場瞬間ab兩點間電勢差
C.線框進入L/2時所受安培力為
D.線框進入L/2過程中電路中產(chǎn)生的電量為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一導電金屬板置于勻強磁場中,當電流方向向上時,金屬板兩側(cè)電子多少及電勢高低判斷正確的是(     )
A.左側(cè)電子較多,左側(cè)電勢較高
B.左側(cè)電子較多,右側(cè)電勢較高
C.右側(cè)電子較多,左側(cè)電勢較高
D.右側(cè)電子較多,右側(cè)電勢較高

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個帶正電荷的小球沿光滑、水平、絕緣的桌面向右運動,速度的方向垂直于一個水平方向的勻強磁場,如圖所示,飛離桌子邊緣落到地板上。設其飛行時間為t1,水平射程為s1,著地速度為v1。撤去磁場,其余條件不變時,小球飛行時間為t2,水平射程為s2,著地速度為v2,則(   )
A.s1s2B.t1t2­C.v1=v2D.條件不足,無法判斷

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子(重力不計)從x軸上的P(a,0)點以速度v,沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中,并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強磁場的磁感應強度B=         ,射出點的坐標(          )。

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