(12分)一勻強磁場分布在以O(shè)為圓心,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),方向與紙面垂直,如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量q的帶正電的質(zhì)點,經(jīng)電場加速后,以速度v沿半徑MO方向進入磁場,沿圓弧運動到N點,然后離開磁場,∠MON=120º,質(zhì)點所受重力不計,求:

(1)判斷磁場的方向;
(2)該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;
(3)帶電質(zhì)點在磁場中運動的時間。
(1)垂直紙面向外    (2)B=    (3)t=

試題分析:(1)根據(jù)左手定則,可知該磁場方向垂直紙面向外;
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,設(shè)軌道半徑為r,圓心為如圖所示,洛侖茲力提供向心力

因此:
由幾何關(guān)系可得
聯(lián)立得
(3)設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t,粒子做勻速圓周運動,期周期
由于,因此運動的圓心角
因此粒子在磁場中運動的時間
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:計算題

(19分)如圖(甲)所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN,PQ相距為L=1m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=37°,導(dǎo)軌電阻不計.磁感應(yīng)強度為B1=2T的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,長為L=1m的金屬桿ab垂直于MN,PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬桿的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=3Ω.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間距離和板長均為d=1m,定值電阻為R2=1Ω.現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬桿由靜止釋放,取重力加速度g=10m/s2.
(1)求金屬桿沿導(dǎo)軌下滑的最大速率vm;
(2)當金屬桿穩(wěn)定下滑時,在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2=3T,在下板的右端C點且非常靠近下板的位置有一質(zhì)量為m2=6×10-5kg、帶電量為q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入磁場,該液滴可視為質(zhì)點,要使帶電液滴能從金屬板間射出,則初速度v滿足什么條件?
(3)若帶電液滴射入的速度恰好使液滴從D點飛出,液滴從C點射入時,再從該磁場區(qū)域加一個如圖(乙)所示的變化磁場(正方向與B2方向相同,不考慮磁場變化所產(chǎn)生的電場),求該帶電液滴從C點射入到運動到D點所經(jīng)歷的時間t.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(9分)如圖所示,勻強磁場寬L=30cm,B=3.34×10-3 T,方向垂直紙面向里,設(shè)一質(zhì)子以v0=1.6×105 m/s的速度垂直于磁場B的方向從小孔C射入磁場,然后打到照相底片上的A點,質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10-27 kg;質(zhì)子的電量為1.6×10-19 C.求:

(1)質(zhì)子在磁場中運動的軌道半徑r;
(2)A點距入射線方向上的O點的距離H;
(3)質(zhì)子從C孔射入到A點所需的時間t.(,結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)扭擺器是同步輻射裝置中的插入件,能使粒子的運動軌跡發(fā)生扭擺,其簡化模型如圖所示:Ⅰ、Ⅱ兩處寬度均為L的條形勻強磁場區(qū)邊界豎直,Ⅰ區(qū)域磁場垂直紙面向外,Ⅱ區(qū)域磁場垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小均為B,兩磁場區(qū)的間距可以調(diào)節(jié)。以Ⅰ區(qū)域左邊界上的O點為坐標原點建立坐標系,y軸與左邊界重合,x軸與磁場邊界的交點分別為O1、O2和O3。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,平行紙面從O點與y軸的夾角θ=30°射入Ⅰ區(qū)域,粒子重力不計。

(1)若粒子恰好從O1射出Ⅰ區(qū)域,粒子的速度應(yīng)為多大?
(2)若粒子從Ⅰ區(qū)域右邊界射出時速度與x軸的夾角為30°,調(diào)節(jié)兩磁場區(qū)的間距,粒子恰好從O3射出Ⅱ區(qū)域,則粒子從O射入到從O3射出共經(jīng)歷了多長時間?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線所示的區(qū)域內(nèi),有方向垂直于畫面向里的勻強磁場,從邊緣A處有一束速度各不相同的質(zhì)子沿半徑方向射入磁場,這些質(zhì)子在磁場區(qū)運動過程中,錯誤的是(      )
A.運動時間越長,其軌跡越長
B.運動時間越短的,射出磁場的速率越小。
C.在磁場中偏轉(zhuǎn)越小的,運動時間越短。
D.所有質(zhì)子在磁場中運動時間都相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分)如圖所示,磁感應(yīng)強度為B方向垂直紙面向里的勻強磁場中有一粒子源,粒子源從O點在紙面內(nèi)均勻地向各個方向同時發(fā)射速率為υ,比荷為k的帶正電粒子.PQ是垂直紙面放置,厚度不計的擋板,擋板的P端與O點的連線跟擋板垂直,粒子打在擋板上會被吸收。帶電粒子的重力及粒子間的相互作用力忽略不計,磁場分布的區(qū)域足夠?qū)拸V。 

(1)為了使帶電粒子不打在擋板上,粒子源到擋板的距離d應(yīng)滿足什么條件?
(2)若粒子源到擋板的距離d=,則擋板至少多長,擋板吸收的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比值最大,并求該值。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,區(qū)域足夠大,方向垂直于紙面向里,直角坐標系xoy的y軸為磁場的左邊界,A為固定在x軸上的一個放射源,內(nèi)裝鐳核(Ra)沿著與+x成θ角方向釋放一個α粒子后衰變成氡核(Rn)。α粒子在y軸上的N點沿方向飛離磁場,N點到O點的距離為L,已知OA間距離為L,α粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,氡核的質(zhì)量為m0

(1)、寫出鐳核的衰變方程;
(2)、如果鐳核衰變時釋放的能量全部變?yōu)棣亮W雍碗焙说膭幽埽笠粋原來靜止的鐳核衰變時放出的能量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(l0分)磁聚焦被廣泛的應(yīng)用在電真空器件中,如圖所示,在坐標中存在有界的勻強聚焦磁場,方向垂直坐標平面向外,磁場邊界PQ直線與x軸平行,距x軸的距離為,邊界POQ的曲線方程為。且方程對稱y軸,在坐標x軸上A處有一粒子源,向著不同方向射出大量質(zhì)量均為m、電量均為q的帶正電粒子,所有粒子的初速度大小相同均為v,粒子通過有界的勻強磁場后都會聚焦在x軸上的F點.已知A點坐標為(-a,0),F(xiàn)點坐標為(a,0).不計粒子所受重力和相互作用求:

(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度;
(2)粒子射入磁場時的速度方向與x軸的夾角為多大時,粒子在磁場中運動時間最長,最長對間為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

帶電粒子的質(zhì)量,電荷量q=l.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁場同時又垂直于磁場邊界的方向進入勻強磁場,磁場的磁感強度為B=0.17T.磁場的寬度為L=10cm.求:(不計重力)

(1)帶電粒子離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角多大?
(2)帶電粒子在磁場中運動的時間是多少?
(3)帶電粒子在離開磁場時偏離入射方向的距離d多大?

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