（10分）如圖，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小B=0.6T，在磁場內建立一直角坐標系，坐標系平面與磁場垂直。坐標系平面內的P點距x、y軸的距離分別為16cm和18cm。P處有一個點狀的放射源，它向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質量之比，現(xiàn)只考慮在坐標系平面中運動的粒子，求：x軸上的什么區(qū)域可以被粒子打中。
B點坐標10cm，A點坐標30cm

試題分析：粒子帶正電，故在磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運動，用R表示軌道半徑，  

  （2分）
由此得   （1分）
過P點作x軸的垂線段，與x軸交于D點。因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過S，由此可知，某一圓軌跡在圖中D左側與x軸相切，則此切點B就是粒子能打中的左側最遠點。過圓心O點做x軸的平行線，并與PD交于E點
     （2分）
再考慮D的右側。任何粒子在運動中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑、S為圓心作圓，交x軸于A點，此即右側能打到的最遠點。
由圖中幾何關系得
        （2分）
由于，所以左側圓周與y軸相切    （1分）
粒子打在x軸上的區(qū)域為AB之間
B點坐標    （1分）
A點坐標    （1分）
點評：偏難。相同的粒子以相同的速率沿不同方向射入強磁場中，粒子在磁場中運動的軌道中，運動周期是相同的，但粒子運動徑跡所在空間位置不同，所有粒子經(jīng)過的空間區(qū)域在以入射點為圓心，運動軌跡圓的直徑為半徑的圓內．當磁場空間有界時，粒子在有界磁場內運動的時間不同．所能達到的最遠位置不同，從而形成不同的臨界狀態(tài)或極值問題．此類問題中有兩點要特別注意：一是旋轉方向對運動的影響，二是運動中離入射點的最遠距離不超過2R，因R是相同的，進而據(jù)此可自利用來斷定轉過的圓心角度，運動時間等極值問題，其中l(wèi)是最遠點到入射點間距離即軌跡上的弦長．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動的帶電粒子，當磁感應強度突然增大為2B時，這個帶電粒子 (　　)
A．速率加倍，周期減半B．速率不變，軌道半徑減半
C．速率不變，周期加倍D．速率減半，軌道半徑不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一束混合粒子流從一發(fā)射源射出后，進入如圖的磁場，分離為1、2、3三束，則不正確的是
A．1帶正電B．3帶負電
C．2不帶電D．粒子的電性無法判斷

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，重力不計的帶正電粒子水平向右進入勻強磁場，對該帶電粒子進入磁場后的運動情況，以下判斷正確的是（   ）
 
A．粒子向上偏轉B．粒子向下偏轉
C．粒子不偏轉 D．粒子很快停止運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖1所示，若一束電子沿y軸正向移動，則在z軸上某點A的磁場方向應是（    ）
A．沿x的正向B．沿x的負向
C．沿z的正向D．沿z的負向

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在赤道的正上方有一電子垂直地面入射，若赤道的地球磁場是呈水平；則此電子因受到地磁作用而發(fā)生偏轉時，其落點應該接近偏向（  ）
A．a(chǎn)　B．b　
C．c　D．d

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個帶正電的小球沿光滑的水平絕緣桌面向右運動，速度的方向垂直于一個水平方向的勻強磁場，小球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,落地速率為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,落地速率為v2,則（   ）
A．t1＜t2B．s1＞s2C．s1＜s2D．v1=v2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）在真空中，半徑為r的圓形區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，在此區(qū)域外圍空間有垂直紙面向內的磁感應強度大小也為B的勻強磁場．一個帶電粒子從邊界上的P點沿半徑向外，以速度v0進入外圍磁場，已知帶電粒子質量m＝2×10－10kg，帶電荷量q＝＋5×10－6 C，不計重力，磁感應強度B＝1 T，粒子運動速度v0＝5×103 m/s，圓形區(qū)域半徑r＝0.2 m，求粒子第一次回到P點所需時間．(結果用π表示)
            

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

 如圖所示，邊界MN下方有一垂直紙面向外的勻強磁場,一電子以速度V從點O射入MN,經(jīng)磁場后能返回到MN邊界上方，以下正確的是
A．電子從O點右邊返回邊界上方
B．電子從O點左邊返回邊界上方
C．當只增加射入速度V大小，則電子在磁場中運動的路程一定改變
D．當只增加射入速度V大小，則電子在磁場中運動的時間一定改變

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