如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場方向垂直于xy平面并指向紙里,磁感應(yīng)強度為B.一帶負電的粒子(質(zhì)量為m、電荷量為q)以速度v0從O點射入磁場,入射方向在xy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.求:
(1)該粒子射出磁場的位置;
(2)該粒子在磁場中運動的時間.(粒子所受重力不計)
分析:(1)根據(jù)題意畫出運動軌跡圖,根據(jù)幾何知識和洛倫茲力提供向心力求出粒子的坐標(biāo)位置;
(2)根據(jù)轉(zhuǎn)過的角度和周期計算粒子在磁場中運動的時間.
解答:解:(1)帶正電的粒子射入磁場后,由于受到洛倫茲力的作用,粒子將沿圖示的軌跡運動,從A點射出磁場,O、A間的距離為L,射出時速度的大小仍為v0,射出方向與x軸的夾角仍為θ. 
由于洛倫茲力提供向心力,則:qv0B=m
v
2
0
R
,R為圓軌道的半徑,
解得:R=
mv0
qB
 ①
圓軌道的圓心位于OA的中垂線上,由幾何關(guān)系可得:
L
2
=Rsinθ ②
聯(lián)立①②兩式解得L=
2mv 0sinθ
qB

所以粒子離開磁場的位置為(-
2mv 0sinθ
qB
,0);
(2)因為T=
2πm
qB

該粒子在磁場中運動的時間t=
2π-2θ
T
=(1-
θ
π
2πm
qB
;
答:(1)該粒子射出磁場的位置為(-
2mv 0sinθ
qB
,0),
(2)該粒子在磁場中運動的時間為(1-
θ
π
2πm
qB
點評:此題考查帶電粒子在磁場中的運動,找圓心,畫出運動軌跡圖是解決此問題的關(guān)鍵,作圖越規(guī)范越好.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,在y>0的空間中存在著沿y軸正方的勻強電場;在y<0的空間中存在垂直xoy平面向里的勻強磁場.一個帶負電的粒子(質(zhì)量為m,電荷量為q,不計重力),從y軸上的P(0,b)點以平行于x軸的初速度υ0射入電場,經(jīng)過x軸上的N(2b,0)點.求:
(1)粒子經(jīng)過N點時的速度大小和方向.
(2)已知粒子進入磁場后恰好通過坐標(biāo)原點,則粒子在磁場中運動的時間為多少?

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(2008?西城區(qū)一模)如圖所示,在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場,在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強磁場.一電子(質(zhì)量為m、電量為e)從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v0開始運動.當(dāng)電子第一次穿越x軸時,恰好到達C點;當(dāng)電子第二次穿越x軸時,恰好到達坐標(biāo)原點;當(dāng)電子第三次穿越x軸時,恰好到達D點.C、D兩點均未在圖中標(biāo)出.已知A、C點到坐標(biāo)原點的距離分別為d、2d.不計電子的重力.求:
(1)電場強度E的大;
(2)磁感應(yīng)強度B的大。
(3)電子從A運動到D經(jīng)歷的時間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場方向垂直于xy平面并指向紙里,磁感應(yīng)強度為B.一帶負電的粒子(質(zhì)量為m、電荷量為q)以速度v0從O點射入磁場,入射方向在xy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.求:該粒子射出磁場的位置(粒子所受重力不計)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場方向垂直于xoy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點射入磁場,入射方向在xoy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場的位置與O點的距離為l,求該粒子的電量和質(zhì)量之比q/m及帶點粒子在磁場中的運動時間.

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