如右圖,在0≤x≤a區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時刻,一位于坐標(biāo)原點的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi).已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界上P(a,a)點離開磁場.
求:
1.粒子在磁場中做圓周運動半徑及速度;
2.粒子的比荷q/m;
3.從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間.
1.
2.
3.2t0
【解析】(1)粒子沿y軸的正方向進(jìn)入磁場,從P點經(jīng)過做OP的垂直平分線與x軸的交點為圓心,
根據(jù)直角三角形有R2=a2+(a-R)2
解得R=a
sinθ==,
則粒子做圓周運動的圓心角為120°,周期為T=3t0
v=,所以v=
(2)粒子做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,根據(jù)牛頓第二定律得
Bqv=m()2R,
化簡得=.
(3)在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡應(yīng)該與磁場的右邊界相切,在三角形中兩個相等的腰為R=a,而它的高是h=a-a=a,半徑與y軸的夾角是30°,這種粒子的圓心角是240°.所用時間為2t0.
所以從粒子發(fā)射到全部離開所用時間為2t0.
科目:高中物理 來源: 題型:
如右圖,在0≤x≤a區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時刻,一位于坐標(biāo)原點的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi).已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界上P(a,a)點離開磁場.
求:
1.粒子在磁場中做圓周運動半徑及速度;
2.粒子的比荷q/m;
3.從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間.
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科目:高中物理 來源:2011年遼南協(xié)作體高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型:計算題
如右圖,在0≤x≤a區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時刻,一位于坐標(biāo)原點的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi).已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界上P(a,a)點離開磁場.
求:
【小題1】粒子在磁場中做圓周運動半徑及速度;
【小題2】粒子的比荷q/m;
【小題3】從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間.
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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年吉林省高三11月月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題
如右圖所示水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉(zhuǎn).今將一小煤塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕.則小煤塊從A運動到B的過( )
A.小煤塊從A運動到B的時間是s
B.小煤塊從A運動到B的時間是2.25s
C.劃痕長度是4m
D.劃痕長度是0.5m
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科目:高中物理 來源: 題型:
如右圖所示水平傳送帶A、B兩端點相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉(zhuǎn).今將一小煤塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2.由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會在傳送帶上留下劃痕.則小煤塊從A運動到B的過程中 ( )
A.小煤塊從A運動到B的時間是s
B.小煤塊從A運動到B的時間是2.25s
C.劃痕長度是4m
D.劃痕長度是0.5m
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