如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,圓心O1在x軸上,且OO1等于圓的半徑。虛線MN平行于x軸且與圓相切,在MN的上方存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度的大小為E0,方向沿x軸的負(fù)方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0,方向垂直紙面向外。兩個質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子a、b,以相同大小的初速度從原點(diǎn)O射入磁場,速度的方向與x軸夾角均為30?。兩個粒子射出圓形磁場后,垂直MN進(jìn)入MN上方場區(qū)中恰好都做勻速直線運(yùn)動。不計粒子的重力,求:

(1)粒子初速度v的大小。
(2)圓形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
(3)只撤去虛線MN上方的磁場B0,a、b兩個粒子到達(dá)y軸的時間差△t 。
(1)  (2)  (3)

試題分析:(1)粒子進(jìn)入MN上方后恰好做勻速直線運(yùn)動,則qvB0=qE0
粒子的初速度大小

(2)如圖,由幾何關(guān)系得粒子作圓周運(yùn)動的半徑R=r
由動力學(xué)知識可得:,得
(3)粒子在圓形磁場中作圓周運(yùn)動的周期
ab兩粒子在磁場中運(yùn)動的時間差
由幾何關(guān)系:;;
Ab兩粒子在電場中做類平拋運(yùn)動的時間差
由幾何知識得,兩粒子離開圓形磁場區(qū)域到進(jìn)入水平勻強(qiáng)磁場之前做勻速直線運(yùn)動,兩者所用的時間相同。所以
各式聯(lián)立可得:
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,y軸在豎直方向,x軸在水平方向,一質(zhì)量為m,帶電量為q的小球在座標(biāo)為(0,0.3)A點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入電場中,在y>0,x>0的空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E1,在y<0,x>0的空間存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E2,其中m=0.1kg,q=" +" 1.0×10-3C,v0=2m/s,,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球到達(dá)x軸上的速度
(2)小球回到y(tǒng)軸時的座標(biāo)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子(不計重力)從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)時間從p點(diǎn)射出。

(1)求電場強(qiáng)度的大小和方向。
(2)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入,經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動加速度的大小。
(3)若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,且速度為原來的4倍,求粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的均強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E;區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平均強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平均強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B.一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場,經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場,并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的均強(qiáng)磁場中.求:

(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑;
(2)O、M間的距離;
(3)粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ到第一次離開區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時間t.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的陰極射線管,無偏轉(zhuǎn)電場時,電子束加速后打到熒屏中央形成亮斑.如果只逐漸增大M1M2之間的電勢差,則
A.在熒屏上的亮斑向上移動B.在熒屏上的亮斑向下移動
C.偏轉(zhuǎn)電場對電子做的功增大D.偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示,M、N為水平放置的平行金屬板,板長和板間距均為2d。在金屬板左側(cè)板間中點(diǎn)處有電子源S,能水平發(fā)射初速為v0的電子,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。金屬板右側(cè)有兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終相等,方向分別垂直于紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,兩磁場的寬 度均為d。磁場邊界與水平金屬板垂直,左邊界緊靠金屬板右側(cè),距磁場右邊界d處有一個熒光屏。過電子源S作熒光屏的垂線,垂足為O。以O(shè)為原點(diǎn),豎直向下為正方向,建立y軸,F(xiàn)在M、N兩板間加上圖示電壓,使電子沿SO方向射入板間后,恰好能夠從金屬板右側(cè)邊緣射出.進(jìn)入磁場。(不考慮電子重力和阻力)

(1)電子進(jìn)人磁場時的速度v;
(2)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,使電子能打到熒光屏上,求:
①磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度口大小的范圍;
②電子打到熒光屏上位置坐標(biāo)的范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場電量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場,不計重力。

(1)若粒子從c點(diǎn)離開電場,求電場強(qiáng)度的大小和粒子離開電場時的動能;
(2)若粒子離開電場時動能為Ek’,則電場強(qiáng)度為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的兩平行金屬板間,距下板h=0.8 m.兩板間的電勢差為300 V,如果兩板間電勢差減小到60 V,則帶電小球運(yùn)動到極板上需多長時間?(取g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場,實線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡,a、b、c三點(diǎn)是實線與虛線的交點(diǎn).則該粒子(  )
A.帶負(fù)電
B.在c點(diǎn)受力最大
C.在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能
D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化

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