如圖(a)所示,在以直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子由磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處,以速度v0沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng),粒子恰好能從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處,沿y軸正方向飛出磁場(chǎng),不計(jì)帶電粒子所受重力。
(1)求粒子的荷質(zhì)比。(要求畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖)
(2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間的范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?i>B′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng),粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)速度的方向相對(duì)于入射方向改變了θ角,如圖(b)所示,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小。(要求畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖)
(1)(2)
解析試題分析:(1)由幾何關(guān)系可知,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖, (圖3分)
洛倫茲力等于向心力,即圖兩份
(3分)R=r (2分)得 (2分)
(2)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,設(shè)其半徑為R′,洛倫茲力提供向心力,即(圖3分)
(4分)又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/28/e/rchxj1.png" style="vertical-align:middle;" /> (3分)
解得 (3分)
考點(diǎn):考查了粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),
點(diǎn)評(píng):當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),需要先畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,然后運(yùn)用幾何知識(shí)以及牛頓定律解題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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q | m |
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科目:高中物理 來(lái)源:2013屆度廣東省高二物理上學(xué)期期末模擬測(cè)試物理卷 題型:計(jì)算題
如圖(a)所示,在以O(shè)為圓心,內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi),存在輻射狀電場(chǎng)和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),內(nèi)外圓間的電勢(shì)差U為常量,R1=R0,R2=3R0,一電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域,不計(jì)重力。
1.已知粒子從外圓上以速度v1射出,求粒子在A點(diǎn)的初速度v0的大小。
2.若撤去電場(chǎng),如圖19(b),已知粒子從OA延長(zhǎng)線與外圓的交點(diǎn)C以速度v2射出,方向與OA延長(zhǎng)線成45°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
3.在圖(b)中,若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),速度大小為v3,方向不確定,要使粒子一定能夠從外圓射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少?
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