如圖所示,圓心為原點(diǎn)、半徑為的圓將平面分為兩個區(qū)域,即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于平面的勻強(qiáng)磁場。平行于x軸的熒光屏垂直于平面,放置在直線的位置。一束質(zhì)量為、電荷量為q、速度為的帶正電粒子從坐標(biāo)為(,0)的A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,粒子全部垂直打在熒光屏上坐標(biāo)為(0,-2R)的點(diǎn)。若區(qū)域Ⅱ中加上平行于x軸的勻強(qiáng)電場,從A點(diǎn)沿x軸正方向以速度2射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子垂直打在熒光屏上的N點(diǎn)。不考慮重力作用,求:

(1)在區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
(2)在區(qū)域Ⅱ中電場的場強(qiáng)為多大?MN兩點(diǎn)間距離是多少?

(1), 方向垂直紙面向外;(2)

解析試題分析: (1)如圖所示,粒子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動四分之一圓周后,從C點(diǎn)沿y軸負(fù)方向打在M點(diǎn),軌跡圓心是O1點(diǎn)。

半徑為r1=R
洛侖茲力充當(dāng)向心力,解得, 方向垂直紙面向外 (1分)
(2)當(dāng)2v0速度射入,粒子在區(qū)域Ⅰ中作圓周運(yùn)動半徑為2R

由右圖及幾何關(guān)系可知:
,  由數(shù)學(xué)知識可知: 
 
粒子進(jìn)入電場后y軸方向做勻速直線運(yùn)動,則時間
粒子在x軸方向做勻減速直線運(yùn)動,則:  又    聯(lián)立得:  
 
考點(diǎn): 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是

A.該束帶電粒子帶正電 
B.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電 
C.能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于EB1 
D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0,粒子的比荷越大 

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動的粒子流,這些微觀粒子是 _____.若在如圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向外的磁場,陰極射線將_____(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏轉(zhuǎn)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)如右上圖,在xOy平面第一象限整個區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場,電場方向平行y軸向下.在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場,左邊界為y軸,右邊界為的直線,磁場方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從y軸上P點(diǎn)以初速度v0垂直y軸射人勻強(qiáng)電場,在電場力作用下從x軸上Q點(diǎn)以與x軸正方向成450角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場.已知OQ=l,不計(jì)粒子重力.求:
(1)粒子到達(dá)Q點(diǎn)的速度vQ為多大?
(2)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)是多少?
(3)若該粒子在磁場中運(yùn)動時剛好不會穿過y軸,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖,在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外;在x軸下方存在勻強(qiáng)電場,電場方向與xOy平面平行,且與x軸成夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以初速度v0從y軸上的P點(diǎn)沿y軸正方向射出,一段時間后進(jìn)入電場,進(jìn)入電場時的速度方向與電場方向相反;又經(jīng)過一段時間T0,磁場的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶,大小不變。不?jì)重力。

(1)求粒子從P點(diǎn)出發(fā)至第一次到達(dá)x軸時所需時間;
(2)若要使粒子能夠回到P點(diǎn),求電場強(qiáng)度的最大值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18 分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系第Ⅲ象限內(nèi)充滿+y 方向的勻強(qiáng)電場, 在第Ⅰ象限的某個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(電場、磁場均未畫出);一個比荷為的帶電粒子以大小為 v 0的初速度自點(diǎn)沿+x 方向運(yùn)動,恰經(jīng)原點(diǎn)O進(jìn)入第Ⅰ象限,粒子穿過勻強(qiáng)磁場后,最終從 x軸上的點(diǎn) Q(9 d,0 )沿-y 方向進(jìn)入第Ⅳ象限;已知該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為  ,不計(jì)粒子重力。 

(1)求第Ⅲ象限內(nèi)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大;
(2) 求粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑R及時間t B
(3) 求圓形磁場區(qū)的最小半徑rm。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖在第一象限存在勻強(qiáng)磁場,第四象限存在正交電場和磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,一個電子從y軸上的c點(diǎn)平行x軸射入磁場,經(jīng)x軸的P點(diǎn)沿PC直線射出第四象限,已知AC的長度為L;∠CAP=30°;電子質(zhì)量為m,電量為q。求:

(1)電子射入磁場時的速度v;
(2)電子在第一象限運(yùn)動時間;
(3)電場強(qiáng)度E的大小和方向;
(4)電子在第四象限運(yùn)動時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,真空中以為圓心,半徑r=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,圓形區(qū)域的最下端與xoy坐標(biāo)系的x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,圓形區(qū)域的右端與平行y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸的上方足夠大的范圍內(nèi)有方向水平向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×105 N/C。現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿xoy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范圍內(nèi)發(fā)射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子,粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r=0.1m,已知粒子的比荷,不計(jì)粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力,求:

(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)沿y軸正方向射入磁場的粒子,在磁場和電場中運(yùn)動的總時間;
(3)若將勻強(qiáng)電場的方向改為豎直向下,其它條件不變,則粒子達(dá)到x軸的最遠(yuǎn)位置與最近位置的橫坐標(biāo)之差。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性原子核X發(fā)生衰變,衰變后帶電粒子運(yùn)動速度和磁感線垂直,兩軌跡圓半徑之比,帶電粒子在軌跡圓上運(yùn)動的周期之比。設(shè)衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成射線粒子和反沖核的動能,已知該衰變過程前后原子核的質(zhì)量虧損為m。
(1)該衰變?yōu)?u>          衰變。(填“”或“”)
(2)寫出核反應(yīng)方程(反沖核的元素符號可用Y表示):          。
(3)計(jì)算射線粒子和反沖核的動能。

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