(12分)如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,在ad邊中點的粒子源,在t=0時刻垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與od的夾角分布在0~180°范圍內(nèi)。已知沿od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場,ab=1.5L,bc=L,粒子在磁場中做圓周運動的半徑R=L,不計粒子的重力和粒子間的相互作用,求:

(1)粒子在磁場中的運動周期T和粒子的比荷q/m;
(2)粒子在磁場中運動的最長時間;
(3)t=t0時刻仍在磁場中的粒子所處位置在某一圓弧上,在圖中畫出該圓弧并說明圓弧的圓心位置以及圓心角大;
(1)T=6t0    (2) (3)如圖所示

試題分析:(1)初速度沿od方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的軌跡如圖,由幾何關系得:軌跡的圓心角等于60o

所以運動的時間,故T=6t0  根據(jù),得:
(2)在磁場中運動的時間最長的粒子的軌跡的弦最長,如圖所示

設此粒子運動軌跡對應的圓心角為θ,則,,圓心恰在ab邊上
在磁場中運動的最長時間
(4)依題意,t0時刻仍在磁場中運動的粒子都運動了的弧,所以該時刻仍在磁場中的粒子應位于以O為圓心,半徑為L、圓心角120o的弧pw上,如圖所示
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在邊長為2a的正△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強度為B的勻強磁場,有一帶正電q,質(zhì)量為m的粒子從距A點的D點垂直AB方向進入磁場,如下圖所示,求:

(1)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AB間射出;
(2)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AC間射出。

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電子的速率v=3.0×106m/s,沿著與磁場垂直的方向射入B=0.10T的勻強磁場中,它受到的洛倫茲力大小為______N.

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(10分)如圖所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個電子變成正一價的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速不計),加速后,再通過狹縫S2、S3、方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ,方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ,射入磁感強度為B的勻強磁場。最后,分子離子打到感光片上,形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細線。若測得細線到狹縫s3的距離為d,試導出分子離子的質(zhì)量m的表達式。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著勻強磁場,磁感應強度均為B,方向相反,且都垂直于xOy平面.一電子由P(-d,d)點,沿x軸正方向射入磁場區(qū)域Ⅰ.(電子質(zhì)量為m,電荷量為e,sin 53°=)

(1)求電子能從第三象限射出的入射速度的范圍.
(2)若電子從位置射出,求電子在磁場 Ⅰ 中運動的時間t.
(3)求第(2)問中電子離開磁場Ⅱ時的位置坐標.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,ABC為與勻強磁場垂直的邊長為的等邊三角形,比荷為的電子以速度0從A點沿AB邊出射,欲使電子經(jīng)過BC邊,則磁感應強度B的取值為 [     ]
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在一空心圓柱面內(nèi)有一垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B,其橫截面如圖所示,磁場邊界為同心圓,內(nèi)、外半徑分別為r和().圓心處有一粒子源不斷地沿半徑方向射出質(zhì)量為、電量為q的帶電粒子,不計粒子重力.為使這些粒子不射出磁場外邊界,粒子從圓心處射出時速度不能超過
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)在真空中,半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,方向如圖所示,磁感應強度B="0.2" T,一個帶正電的粒子以初速度從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場,已知該粒子的比荷,不計粒子重力.

(1)求粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑;
(2)若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角,求入射時與ab的夾角及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在一個圓形區(qū)域內(nèi),兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4與A1A3的夾角為60º。一質(zhì)量為m的帶電量為+q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點A1處沿與A1A3成30º角的方向射入磁場,隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進入Ⅱ區(qū),最后再從A4處射出磁場。已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t,求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感應強度的大。ê雎粤W又亓Γ

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