2.在如圖所示的同心圓環(huán)形區(qū)域內(nèi)有垂直于圓環(huán)面的勻強磁場,磁場的方向如圖,兩同心圓的半徑分別為R0、2R0.將一個質(zhì)量為m(不計重力),電荷量為+q的粒子通過一個電壓為U的電場加速后從P點沿內(nèi)圓的切線進入環(huán)形磁場區(qū)域.欲使粒子始終在磁場中運動,求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小的范圍.

分析 粒子經(jīng)加速電場加速后,進入磁場,欲使粒子始終在磁場中運動,由幾何關(guān)系確定粒子的運動半徑,結(jié)合磁場知識求解即可.

解答 解:粒子靜電場加速后,由動能定理可得:$Uq=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,
解得:$v=\sqrt{\frac{2Uq}{m}}$
欲使粒子始終在磁場中運動,由圖可知:粒子運動的最小半徑為R=r0,最大半徑為:
R=$\frac{1}{2}$(r0+2r0)=$\frac{3}{2}$r0,
由:$Bqv=m\frac{{v}^{2}}{R}$,
解得:$B=\frac{mv}{qR}$,
當:R=r0時,解得B的最大值為:,Bmax=$\frac{1}{{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$
同理:Bmin=$\frac{2}{3{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$
所以:$\frac{2}{3{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$<B<$\frac{1}{{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$
答:勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小的范圍為:$\frac{2}{3{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$<B<$\frac{1}{{r}_{0}}$$\sqrt{\frac{2Um}{q}}$.

點評 解決粒子做勻速圓周運動的步驟:定圓心、畫圓弧、求半徑.同時若粒子從P點進入磁場,速度大小一定而方向一定,要使粒子一定能夠在園中運動,求磁感應(yīng)強度范圍,確定粒子在磁場內(nèi)的運動半徑即可.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.電場強度的定義式E=$\frac{E}{q}$可知,則在電場中( 。
A.電場強度E跟F成正比,跟q成反比
B.無論檢驗電荷所帶的電量如何變化,$\frac{E}{q}$始終不變
C.正電荷所受電場力比負電荷在該點所受的電場力大
D.一個不帶電的小球在某一點受到的電場力為零,則該點的場強一定為零

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10.將一個物體以初速度20m/s豎直向上拋出,忽略大氣阻力,求物體到達距拋出點上方15m處時所用的時間.(g取10m/s2

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7.如圖為某同學(xué)設(shè)想的粒子速度選擇裝置,由水平轉(zhuǎn)軸及兩個薄盤N1,N2構(gòu)成,兩盤面平行且與轉(zhuǎn)軸垂直,相距為L,盤上各開一狹縫,兩狹縫夾角θ可調(diào),一小束速度不同的帶電粒子(重力不計)沿水平方向射入N1,能通過N2的粒子的速度為(  )
A.只能為$\frac{Lθ}{ω}$B.只能為$\frac{Lω}{θ}$C.可能為$\frac{Lθ}{ω}$D.可能為$\frac{Lω}{θ}$

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14.用如圖所示的電路給一個小電動機M供電,電源的電動勢120V,內(nèi)阻不計,用來提升質(zhì)量m=32kg的重物,如圖因故電動機線圈卡住不轉(zhuǎn)時,電流表的示數(shù)為12A,電動機正常工作時,重物的提升速度為1m/s,則電動機正常工作時電流表的示數(shù)為( 。
A.12AB.6AC.10AD.4A

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,在絕熱的氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體.其中電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R0為電熱絲,R為滑動變阻器.當開關(guān)S閉合,滑動變阻器R的滑片P從a端向下滑到b端的過程中,下列說法正確的是( 。
A.汽缸內(nèi)氣體分子的平均動能增大B.汽缸內(nèi)氣體的壓強減小
C.電壓表示數(shù)減小D.電源的總功率增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,小球沿足夠長的斜面向上做勻變速運動,依次經(jīng)a、b、c、d到達最高點e,已知ab=bd=6m,bc=1m,小球從a到c和從c到d 所用的時間都是2s,設(shè)小球經(jīng)b、c時的速度分別為vb、vc,則( 。
A.vb=$\sqrt{8}$m/sB.vb=$\sqrt{10}$m/sC.vc=4m/sD.vc=3m/s

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11.如圖所示,在某種介質(zhì)中的一條直線上兩個振動源A、B相距6m,振動頻率相等,C為AB中點,D距B1.5m.t0=0時刻A、B開始振動,振幅相等,振動圖象如圖所示.若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t1=0.3s時相遇,則( 。
A.t2=0.3s時刻C點經(jīng)過平衡位置且振動方向向上
B.在兩列波相遇過程中,C質(zhì)點總是比D質(zhì)點離開平衡位置的位移大
C.兩列波在A、B間的傳播速度均為10m/s
D.兩列波的波長都是4m

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12.如圖所示,Q1、Q2分別為等量正點電荷,間距為L,AB為兩點電荷的連線所在的直線,MN為兩點電荷的連線的垂直平分線,O為交點,取無窮遠處電勢為零,則下列敘述正確的是( 。
A.O點的場強為零,O點的電勢也為零
B.在MN上靠近O點的正上方釋放一正點電荷(只在電場力的作用下),它的加速度將先增大后減小
C.在MN上O點正下方距O點$\frac{1}{2}$L處釋放一負點電荷,只在電場力的作用下,在向O點運動的過程中,電勢能一定變大
D.在Q1和Q2形成的電場中,一定電場線經(jīng)過O點

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