【題目】如圖所示，兩平行金屬板水平放置，間距為d，兩極板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。金屬板右側(cè)有一邊界寬度為d的無(wú)限長(zhǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B、方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)邊界與水平方向的夾角為60°。平行金屬板中間有一粒子發(fā)射源，可以沿水平方向發(fā)射出電性不同的兩種帶電粒子，改變電源電壓，當(dāng)電源電壓為U時(shí)，粒子恰好能沿直線飛出平行金屬板，粒子離開(kāi)平行金屬板后進(jìn)入有界磁場(chǎng)后分成兩束，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好同時(shí)從兩邊界離開(kāi)磁場(chǎng)，而且從磁場(chǎng)右邊界離開(kāi)的粒子的運(yùn)動(dòng)方向恰好與磁場(chǎng)邊界垂直，粒子之間的相互作用不計(jì)，粒子的重力不計(jì)，試求：

(1)帶電粒子從發(fā)射源發(fā)出時(shí)的速度；

(2)兩種粒子的比荷和分別是多少；

(3)帶正電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。

【答案】(1)　(2)　�。�3）

【解析】

（1）根據(jù)題意，帶電粒子在平行金屬板間做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等，由平衡條件可得

q＝qvB

解得:

v＝

（2）根據(jù)題意可知，帶正電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，作出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，帶負(fù)電粒子在剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度沿水平方向，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向垂直磁場(chǎng)邊界，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，帶負(fù)電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角為

θ1＝30°＝

帶負(fù)電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為:

r1＝＝2d

帶負(fù)電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力，有:

q1vB＝

聯(lián)立解得:

＝

根據(jù)帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及幾何關(guān)系可知，帶正電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角為:

θ2＝120°＝

根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式:

T＝

可得帶負(fù)電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:

t1＝

帶正電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:

t2＝

根據(jù)題意可知:

t1＝t2

聯(lián)立以上各式，可得

＝＝

（3）帶正電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為:

r2＝

解得:

r2＝

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，物塊位于傾角為的固定斜面上，受到平行于斜面阻力F的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果將外力F撤去，則物塊（ ）

A.會(huì)沿斜面下滑B.所受的摩擦力變小

C.所受的摩擦力變大D.所受的摩擦力方向一定變化

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.電壓表讀數(shù)增大B.電壓表讀數(shù)減小

C.電流表讀數(shù)減小D.電流表讀數(shù)增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以較大速度運(yùn)動(dòng)的物體，所受的空氣阻力不可忽略，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力與速度成正比，關(guān)系式為f＝kv，v是球的速度，k是已知的阻力系數(shù). 現(xiàn)在離地面H高度的高處將質(zhì)量為m的球以v0水平速度拋出，球在著地前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng). 重力加速度為g.求：

(1)球剛拋出時(shí)的加速度大��；

(2)球從拋出到落地過(guò)程中，克服空氣阻力所做的功；

(3)以不同初速度水平拋出的球其運(yùn)動(dòng)時(shí)間是否相等，請(qǐng)說(shuō)明理由.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線表示電場(chǎng)中的一簇方向不明的電場(chǎng)線，一個(gè)帶正電的粒子以一定的初速度進(jìn)入電場(chǎng)后，只在電場(chǎng)力作用下沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng)，粒子先后通過(guò)M點(diǎn)和N點(diǎn)，由此可判斷出

A.M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)

B.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的電勢(shì)能小

C.粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率

D.粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設(shè)為R．下列關(guān)于P1與P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是（ ）

A.特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1＜P2

B.特性曲線在Ⅲ區(qū)，P1＜P2

C.特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1＞P2

D.特性曲線在Ⅲ區(qū)，P1＞P2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)中的一些點(diǎn)。O是電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上相對(duì)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，B、C和A、D也相對(duì)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)

A.B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同、電勢(shì)不同

B.A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同，電勢(shì)不同

C.E、F兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)相同

D.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同，電勢(shì)不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在邊界上方存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有兩個(gè)電荷量、質(zhì)量均相同的正、負(fù)粒子(不計(jì)重力)，從邊界上的O點(diǎn)以相同速度先后射入磁場(chǎng)中，入射方向與邊界成θ角，則正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中：

A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同

B.重新回到邊界所用時(shí)間相同

C.重新回到邊界時(shí)速度大小和方向相同

D.重新回到邊界時(shí)與O點(diǎn)的距離相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在傾角為θ足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度均為L，如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L的正方形線框，在t＝0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，線框ab邊到達(dá)gg′與ff′中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′時(shí)，線框加速度的大小為gsin θ

B. t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

C. t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

D. 離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)

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