如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),有以(,0)為圓心、半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于xOy平面向里。在的上方足夠大的范圍內(nèi),有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為。從點(diǎn)向偏右的不同方向發(fā)射速度大小相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在xOy平面內(nèi)。已知質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也為,質(zhì)子的電荷量為,質(zhì)量為,不計(jì)質(zhì)子的重力及所受的阻力。
(1)求質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小。
(2)若質(zhì)子的速度方向與x軸正方向成θ =30°角(如圖所示)射入磁場(chǎng),試求該質(zhì)子到達(dá)y軸的位置。
(1)eBr/m(2)r+ Br


(1)設(shè)質(zhì)子的速度大小為v,質(zhì)子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有:      evB=mv2/r
解得:v=eBr/m                             (5分)
(2)由題意知,質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過120°角后從A點(diǎn)沿y軸方向離開磁場(chǎng),并從P點(diǎn)垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),如圖所示。
P點(diǎn)距y軸的距離為: x=r+rsin30°=1.5r      (10分)
質(zhì)子從進(jìn)入電場(chǎng)直至到達(dá)y軸的過程中,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,
有:  =
x=αt2/2
y= vt
解得:t=y= Br    (16分)
質(zhì)子到達(dá)y軸的位置為:y/=r+ y=r+ Br                (18分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖11-3-1所示,在y<0的區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射方向在xy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為l,求該粒子的比荷q/m.

圖11-3-1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題




(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑;
(3)若磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)檎切吻掖艌?chǎng)方向垂直紙面向里,粒子運(yùn)動(dòng)過程中始終不碰到豎直擋板,其他條件不變,求:此正三角形磁場(chǎng)區(qū)域的最小邊長(zhǎng)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

1896年物理學(xué)家塞曼在實(shí)驗(yàn)室中觀察到了放在磁場(chǎng)中的氫原子的核外電子的旋轉(zhuǎn)頻率發(fā)生改變(即頻率移動(dòng))的物理現(xiàn)象,后來人們把這種現(xiàn)象稱之為塞曼效應(yīng)。如圖所示,把基態(tài)氫原子放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與電子作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面垂直,電子的電量為e,質(zhì)量為m,在發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí),必須認(rèn)為電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑始終保持不變。那么:
(1)在發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí),沿著磁場(chǎng)方向看進(jìn)去,如果電子做順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),那么電子的旋轉(zhuǎn)頻率與原來相比是增大了還是減小了?電子做逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的情況又如何呢?
(2)試說明:由于磁場(chǎng)B的存在而引起氫原子核外電子的旋轉(zhuǎn)頻率的改變(即頻率移動(dòng))可近似地由下式給出:(提示:①頻率的改變量:;②很小,即:……)

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,坐標(biāo)平面的第Ⅳ象限內(nèi)存在大小為E、方向堅(jiān)直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),第I象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。足夠長(zhǎng)的擋板MN垂直y軸放置且距原點(diǎn)O的距離為d。一質(zhì)量為m(不計(jì)重力)、帶電量為-q的粒子若自距原點(diǎn)O為L的A點(diǎn)以大小為,方向沿x軸正方向的速度進(jìn)入磁場(chǎng),則粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場(chǎng),F(xiàn)該粒子仍從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),但初速度大小為,為使粒子進(jìn)入電場(chǎng)后能垂直打在擋板上,求粒子在A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí):
    (1)其速度方向與y軸正方向之間的夾角。
(2)粒子到達(dá)擋板上時(shí)的速度大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖3所示,有垂直坐標(biāo)平面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向里。一帶正電荷量為q的粒子,質(zhì)量為m,從O點(diǎn)以某一初速度垂直射入磁場(chǎng),其軌跡與x、y軸的交點(diǎn)A、C到O點(diǎn)的距離分別為a、b。試求:(1)初速度方向與x軸夾角;(2)初速度的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng),電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)后,其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力。求:

(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R;
(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.2T,方向由南向北,如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進(jìn)入該磁場(chǎng),磁場(chǎng)作用在質(zhì)子上的力為9.6×10-14N,則質(zhì)子射入時(shí)的速度大小為______m/s,質(zhì)子在磁場(chǎng)中向______方向偏轉(zhuǎn).(質(zhì)子的電荷量q=1.6×10-19C)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,氫原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)(設(shè)沿逆時(shí)針)可等效于環(huán)形電流,設(shè)此環(huán)形電流在通過圓心并垂直于圓面的軸線上某一點(diǎn)P處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為.現(xiàn)垂直于圓軌道平面加一磁感強(qiáng)度為的外磁場(chǎng),這時(shí)電子的軌道半徑?jīng)]變,而它的速度發(fā)生了變化.若用表示此時(shí)環(huán)形電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小,則當(dāng)的方向[  ]
A.垂直紙面向里時(shí),B.垂直紙面向里時(shí),
C.垂直紙面向外時(shí),D.垂直紙面向外時(shí),
 

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