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 (12分)一帶電粒子在xOy平面內運動,其軌跡如圖所示,它從O點出發,以恒定的速率v沿y軸正方向射出,經一段時間到達P點. 圖中x軸上方的軌跡都是半徑為R的半圓,下方都是半徑為r的半圓,不計重力的影響.

(1)如果此粒子帶正電,且以上運動分別是在兩個不同的勻強磁場中發生的,試判斷磁場的方向,并求出這兩個勻強磁場的磁感應強度的大小之比.

(2)求此粒子由O點到P點沿x軸方向運動的平均速度的大小.

 

【答案】

 解:(1)z軸正方向. 設帶電粒子的電荷量為q,質量為m,在y>0區域的磁場的磁感應強度為B1,y<0區域的磁場的磁感應強度為B2,粒子受洛侖茲力作用而做勻速圓周運動

       則有  

       粒子在y>0區域

       聯立解得    

(2)粒子在磁場中均速圓周運動的周期      

       在y>0區域的周期,在y<0區域的周期

       粒子在一個周期內沿x軸移動的距離x=2(Rr)

       粒子由O點到P點沿x軸方向運動的平均速度

      

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在直角坐標系的原點O處有一放射源,向四周均勻發射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子.在放射源右側有一很薄的擋板,垂直于x軸放置,擋板與xoy平面交線的兩端M、N正好與原點O構成等邊三角形,O′為擋板與x軸的交點.在整個空間中,有垂直于xoy平面向外的勻強磁場(圖中未畫出),帶電粒子在磁場中沿順時針方向做勻速圓周運動.已知帶電粒子的質量為m,帶電荷量大小為q,速度大小為υ,MN的長度為L.(不計帶電粒子的重力及粒子間的相互作用)
(1)確定帶電粒子的電性;
(2)要使帶電粒子不打在擋板上,求磁感應強度的最小值;
(3)要使MN的右側都有粒子打到,求磁感應強度的最大值.(計算過程中,要求畫出各臨界狀態的軌跡圖)

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科目:高中物理 來源: 題型:

一勻強磁場,磁場方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁場分布在以O為圓心的一個圓形區域內.一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點O開始運動,初速度為v,方向沿x軸正方向.后來,粒子經過y軸上的P點,如圖所示.不計重力的影響.粒子經過P點時的速度方向可能是圖中箭頭表示的(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?福建模擬)如圖所示,在坐標系xoy平面的x>0區域內,有電場強度E=2×105N/C,方向沿y軸負向的勻強電場和磁感應強度B=0.20T,方向與xoy平面垂直向里的勻強磁場.在y軸上有一足夠長的熒光屏MN,在x軸上的P(10,0)點處有一粒子發射槍連續不斷的發射大量質量m=6.4×10-27kg,電量q=3.2×10-19C的帶正電粒子,其向x軸方向發射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運動.若撤去電場,并使粒子發射槍以P為軸在xoy平面內以角速度ω=2πrad/s逆時針轉動(整個裝置都處在真空中),求:
(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;
(2)熒光屏上閃光點的范圍;
(3)熒光屏上閃光點從最高點移動到最低點所用的時間.

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科目:高中物理 來源:2011屆江蘇省姜堰市二中高三上學期學情調查(三)物理試卷 題型:單選題

一勻強磁場,磁場方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁場分布在以O為圓心的一個圓形區域內。一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點O開始運動,初速度為v,方向沿x軸正方向。后來,粒子經過y軸上的P點,如圖所示。不計重力的影響。粒子經過P點時的速度方向可能是圖中箭頭表示的   (   )

A.只有箭頭a、b是可能的
B.只有箭頭b、c是可能的
C.只有箭頭c是可能的
D.箭頭a、b、c、d都是可能的

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科目:高中物理 來源:2014屆江西省高二第四次月考物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,在直角坐標系的原點O 處有一放射源,向四周均勻發射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子。在放射源右側有一很薄的擋板,垂直于x 軸放置,擋板與xoy 平面交線的兩端M、N 正好與原點O 構成等邊三角形,O′ 為擋板與x 軸的交點。在整個空間中,有垂直于xoy 平面向外的勻強磁場(圖中未畫出),帶電粒子在磁場中沿順時針方向做勻速圓周運動。已知帶電粒子的質量為m,帶電荷量大小為q,速度大小為υ,MN 的長度為L。(不計帶電粒子的重力及粒子間的相互作用)

(1)確定帶電粒子的電性;

(2)要使帶電粒子不打在擋板上,求磁感應強度的最小值;

(3)要使MN 的右側都有粒子打到,求磁感應強度的最大值。(計算過程中,要求畫出各臨界狀態的軌跡圖)

 

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同步練習冊答案
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