如圖甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向如圖所示。O為隔板上的一個(gè)小孔,通過(guò)O點(diǎn)可以從不同方向向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為+q,質(zhì)量為m,速率為的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力及粒子間的相互作用。
(1)如圖乙所示,與隔板成450角的粒子,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置與小孔的距離為多少?
(2)所有從O點(diǎn)射入的帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)區(qū)域的面積為多少?
(3) 若有兩個(gè)時(shí)間間隔為t0的粒子先后射入磁場(chǎng)后恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇,如圖丙所示,則P與O之間的距離為多少?
與隔板成450角的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的軌跡如圖所示,設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為R,則有:
①
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期: ②
由于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為2700,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:
③
由①②③得
到達(dá)隔板的位置與小孔0的距離為: ⑤
(2)(4分)所有通過(guò)O點(diǎn)射入的帶電粒子可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域如圖所示,
由圖知面積為: ⑥
代入得: ⑦
(3)(5分)解:設(shè)OP間的距離為,如圖所示,
以O(shè)P為弦可畫(huà)兩個(gè)半徑相同的圓分別表示在P點(diǎn)相遇的兩個(gè)粒子的軌道,設(shè)θ為兩粒子射入方向的夾角,由幾何關(guān)系知 ,
從O點(diǎn)射入到相遇,粒子1的路程為半個(gè)圓弧加弧長(zhǎng)Rθ,粒子2的路程為半個(gè)圓弧減弧長(zhǎng)Rθ
粒子1的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為: (其中T為圓周運(yùn)動(dòng)的周期)⑧
粒子2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為: ⑨
則兩粒子射入的時(shí)間間隔: ⑩
而: ⑾
由①⑩⑾得, ⑿
【解析】略
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
如圖甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向如圖所示。O為隔板上的一個(gè)小孔,通過(guò)O點(diǎn)可以從不同方向向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為+q,質(zhì)量為m,速率為的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力及粒子間的相互作用。
(1)如圖乙所示,與隔板成450角的粒子,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置與小孔的距離為多少?
(2)所有從O點(diǎn)射入的帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)區(qū)域的面積為多少?
(3) 若有兩個(gè)時(shí)間間隔為t0的粒子先后射入磁場(chǎng)后恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇,如圖丙所示,則P與O之間的距離為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源:2011大連八中高二年級(jí)物理期末復(fù)習(xí)試卷 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向如圖所示。O為隔板上的一個(gè)小孔,通過(guò)O點(diǎn)可以從不同方向向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為+q,質(zhì)量為m,速率為的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力及粒子間的相互作用。
(1)如圖乙所示,與隔板成450角的粒子,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置與小孔的距離為多少?
(2)所有從O點(diǎn)射入的帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)區(qū)域的面積為多少?
(3) 若有兩個(gè)時(shí)間間隔為t0的粒子先后射入磁場(chǎng)后恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇,如圖丙所示,則P與O之間的距離為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年河北省衡水中學(xué)高二下學(xué)期一調(diào)考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向如圖所示。O為隔板上的一個(gè)小孔,通過(guò)O點(diǎn)可以從不同方向向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電量為+q,質(zhì)量為m,速率為的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力及粒子間的相互作用。
(1)如圖乙所示,與隔板成450角的粒子,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置與小孔的距離為多少?
(2)所有從O點(diǎn)射入的帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)區(qū)域的面積為多少?
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