在如圖所示的空間坐標系中,y軸的左邊有一勻強電場,場強大小為E,場強
方向跟y軸負向成30°,y的右邊有一垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)有一質(zhì)子,以一定的初速度v0,在x 軸上坐標為x0=10cm處的A點,第一次沿x軸正方向射入磁場,第二次沿x軸負方向射入磁場,回旋后都垂直于電場方向射入電場,最后又進入磁場。求:

(1)質(zhì)子在勻強磁場中的軌跡半徑R;
(2)質(zhì)子兩次在磁場中運動時間之比
(3)若第一次射入磁場的質(zhì)子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,恰好從第二次射入磁場的質(zhì)子進入電場的位置再次進入磁場,試求初速度v0和電場強度E、磁感應(yīng)強度B之間需要滿足的條件。
(1)20cm    (2)7∶1    (3)
(1)質(zhì)子兩次運動的軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可知
x0= Rsin30°      (3分)
解得R= 2x0=20cm;   (1分)
(2)第一次射入磁場的質(zhì)子,軌跡對應(yīng)的圓心角為θ1=210°,(2分)
第二次射入磁場的質(zhì)子,軌跡對應(yīng)的圓心角為θ2=30°(2分)
故,質(zhì)子兩次在磁場中運動時間之比為θ1∶θ2=7∶1 (1分)
(3)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動時,由 (2分)
得  (1分)

設(shè)第一次射入磁場的質(zhì)子,從y軸上的P點進入電場做類平拋運動,從y軸上的Q點進入
磁場,由幾何關(guān)系得,質(zhì)子沿y軸的為移為
   (2分)
質(zhì)子的加速度 (1分)
沿電場方向 (1分)
垂直電場方向 (1分)
解得   (2分)
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

如圖所示,半圓有界勻強磁場的圓心O1在X軸上,OO1距離等于半圓磁場的半徑,磁感應(yīng)強度大小為B1。虛線MN,平行X軸且與半圓相切于P點。在MN上方是正交的勻強電場和勻強磁場,電場場強大小為E,方向沿X軸負向,磁場磁感應(yīng)強度大小為B2。B1,B2方向均垂直紙面,方向如圖所示。有一群相同的正粒子,以相同的速率沿不同方向從原點O射入第I象限,其中沿x軸正方向進入磁場的粒子經(jīng)過P點射入MN后,恰好在正交的電磁場中做直線運動,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q (粒子重力不計)。求:

(1) 粒子初速度大小和有界半圓磁場的半徑。
(2) 若撤去磁場B2,則經(jīng)過P點射入電場的粒子從y軸出電場時的坐標。
(3) 試證明:題中所有從原點O進入第I象限的粒子都能在正交的電磁場中做直線運動。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖9所示,Q1、Q2帶等量正電荷,固定在光滑的絕緣桿的兩端,桿上套一帶正電 的小球,桿所在的區(qū)域同時存在一個勻強磁場,方向如圖所示,小球的重力不計.現(xiàn)將小球從圖示位置由靜止釋放,在小球運動過程中,下列說法中正確的是   (  )
A.小球的速度將一直增大
B.小球的加速度將不斷變化
C.小球所受洛倫茲力將一直增大
D.小球所受洛倫茲力大小變化,方向也變化

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖a所示的平面坐標系xOy,在整個區(qū)域內(nèi)充滿了勻強磁場,磁場方向垂直坐標平面,磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖b所示,開始時刻,磁場方向垂直紙面向里(如圖)。t=0時刻,有一帶正電的粒子(不計重力)從坐標原點O沿x軸正向進入磁場,初速度為v0=2´103m/s。已知正粒子的比荷為1.0´104C/kg,其它有關(guān)數(shù)據(jù)見圖中標示(磁感應(yīng)強度B取垂直紙面向里為正)。試求:
(1)t=´10-4s時刻,粒子的坐標。
(2)粒子從開始時刻起經(jīng)多長時間第一次到達y軸。
(3)粒子是否還可以返回坐標原點O?如果可以,則經(jīng)多長時間第一次返回坐標原點O?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場,其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,做半徑為R的勻速圓周運動。離子行進半個圓周后離開磁場并被收集,離開磁場時離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。

(1)求加速電場的電壓U;
(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M;
(3)實際上加速電壓的大小會在U+ΔU范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分數(shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示,在矩形ABCD內(nèi)對角線BD以上的區(qū)域存在有平行于AD向下的勻強電場,對角線BD以下的區(qū)域存在有垂直于紙面的勻強磁場(圖中未標出),矩形AD邊長L,AB邊長為L。一個質(zhì)量為m、電荷+q的帶電粒子(不計重力)以初速度v0從A點沿AB方向進入電場,在對角線BD的中點P處進入磁場,并從DC邊上的Q點垂直于DC離開磁場,試求:

(1)電場強度的大小
(2)帶電粒子經(jīng)過P點時速度的大小和方向
(3)磁場的磁感應(yīng)強度的大小和方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在重力、電場力和洛倫茲力作用下,一帶電液滴做直線運動,下列關(guān)于帶電液滴的性質(zhì)和運動的說法中不正確的是
A.液滴可能帶負電
B.液滴一定做勻速直線運動
C.不論液滴帶正電或負電,運動軌跡為同一條直線
D.液滴不可能在垂直電場的方向上運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,電阻可忽略導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),導(dǎo)線框ab和dc的寬度為l,在bc段接入阻值為R的電阻,ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿,桿的質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab和cd保持良好接觸,且能沿導(dǎo)線框ab和dc無摩擦地滑動,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向與框面垂直. 現(xiàn)用一恒力F豎直向上拉導(dǎo)體桿ef,當導(dǎo)體桿ef上升高度為h時,導(dǎo)體桿ef恰好勻速上升,求:

(1)此時導(dǎo)體桿ef勻速上升的速度v的大。
(2)導(dǎo)體桿ef上升h的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q的大小.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,一玻璃管平放在水平面上,管內(nèi)底端放有一個的帶正電微粒,玻璃管置于一方向垂直水平面向下的勻強磁場中,磁感強度B=0.01T,磁場范圍足夠大,磁場中有一屏,距玻璃管口上方d= 60cm處,F(xiàn)讓玻璃管水平向右勻速運動,當運動到如圖虛線所示位置時,帶電微粒恰好離開管口,再過.帶電微粒恰好到達屏上,且與屏相切。(一切摩擦均可忽略)求:
(1)小球脫離玻璃管后在磁場中運動的半徑
(2)玻璃管的長度是多少?

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