如圖所示裝置，圓形磁場區(qū)域半徑為R1==×10-2m，其中分布垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，與磁場區(qū)域同心的圓筒半徑為R2=2×10-2m,其左側(cè)與兩平行金屬板MN相鄰，相鄰處有一小孔，將平行板內(nèi)部和圓筒內(nèi)部連通。平行金屬板MN內(nèi)部緊靠M板處有一帶電粒子處于靜止狀態(tài)，且粒子位于小孔和磁場圓心的連線上，其電量為q=+3.2×10-19C，質(zhì)量為m=6.4×10－27Kg。當兩金屬板間電壓為U1=225V時，帶電粒子經(jīng)過電場加速后通過磁場，速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計重力和一切阻力，求：

   （1）粒子進入磁場時的速度大小和磁場的

磁感應(yīng)強度B：

   （2）如果將兩金屬板間電壓變?yōu)閁2=25V，粒子再次由靜止加速后通過磁場區(qū)域，求兩種情況下粒子在圓筒中運動的時間差。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t1，則

……………………………………………（1分）

設(shè)粒子在圓筒與磁場間區(qū)域勻速運動的時間為，則

……………………………………（1分）

當電場電壓為U2= 25V時，設(shè)粒子加速后獲得的速度為v2，由動能定理

　 …………………………………（2分）

v2=0.5×105m/s

粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)半徑為r2，則

……………………………………（1分）

r2=1.0×10-2m

由圖中幾何關(guān)系可知

…………………………………（1分）

設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t2，則

………………………………………（1分）

設(shè)粒子在圓筒與磁場間區(qū)域勻速運動的時間為，則

………………………………（1分）

兩種運動的時間差

………………………（1分）

帶入數(shù)據(jù)可得

…………（1分）

設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t2，則

………………………………………（1分）

設(shè)粒子在圓筒與磁場間區(qū)域勻速運動的時間為，則

………………………………（1分）

兩種運動的時間差

………………………（1分）

帶入數(shù)據(jù)可得

…………（1分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）如圖所示，半徑各為R1=0.5m和R2=1m的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上，金屬直桿ab（長度略長于0.5m）兩端架在圓導(dǎo)軌上．將這一裝置放在磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于圓軌道面鉛直向下，在外加功率的作用之下，直桿ab以ω=4rad/s的角速度繞過O點的鉛直軸逆時針旋轉(zhuǎn)．
（1）求ab中感應(yīng)電動勢的大小，并指出哪端電勢較高；
（2）用r=1.5Ω的電阻器跨接于兩導(dǎo)軌的兩定點（如圖中的c、d，電阻器未畫出），不計其他部分的電阻，求流過電阻器的電流大��；
（3）在（2）的情況下，設(shè)外加機械功率為2W，求桿ab克服摩擦力做功的功率．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年重慶市高三三診理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

（19分）電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)在科學上有著廣泛的應(yīng)用，如圖所示的裝置中，AB、CD間的區(qū)域有豎直方向的勻強電場，在CD的右側(cè)有一與CD相切于M點的圓形有界勻強磁場，磁場方向垂直于紙面。一帶電粒子自O(shè)點以水平初速度正對P點進入該電場后，從M點飛離CD邊界時速度為，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后又從N點垂直于CD邊界回到電場區(qū)域，并恰能返回O點。已知OP間距離為，粒子質(zhì)量為，電量為，粒子自身重力忽略不計。試求：

（1）P、M兩點間的距離;

（2）返回O點時的速度大小;

（3）磁感強度的大小和有界勻強磁場區(qū)域的面積。

 

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科目：高中物理 來源：上海模擬 題型：問答題

如圖所示，半徑各為R1=0.5m和R2=1m的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上，金屬直桿ab（長度略長于0.5m）兩端架在圓導(dǎo)軌上．將這一裝置放在磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于圓軌道面鉛直向下，在外加功率的作用之下，直桿ab以ω=4rad/s的角速度繞過O點的鉛直軸逆時針旋轉(zhuǎn)．
（1）求ab中感應(yīng)電動勢的大小，并指出哪端電勢較高；
（2）用r=1.5Ω的電阻器跨接于兩導(dǎo)軌的兩定點（如圖中的c、d，電阻器未畫出），不計其他部分的電阻，求流過電阻器的電流大�。�
（3）在（2）的情況下，設(shè)外加機械功率為2W，求桿ab克服摩擦力做功的功率．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在直角坐標系xOy中,有以O點為圓心的圓形勻強磁場區(qū)，磁感應(yīng)強度B，垂直紙面向里,其半徑為r，豎直虛線與圓形磁場區(qū)的右側(cè)相切，且在x≥r的足夠大的區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強電場，電場強度，整個裝置放在真空中。今有帶負電的粒子，質(zhì)量為m，電荷量為-q，可從A點沿各個方向在xOy平面內(nèi)射入磁場中，不計粒子的重力及其之間的相互作用力。
(1) 若粒子都以速度從A點向各個方向射入磁場，求磁場中運動時間最長的粒子到達電場中的x軸時的動能。
(2) 若粒子以的速度在紙面內(nèi)沿與y軸成30°角從A點射入磁場，以后又進入電場，求粒子到達電場中的x=3r的虛線時距x軸的距離。

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科目：高中物理 來源：2008-2009學年上海市十校聯(lián)考高三（下）物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，半徑各為R1=0.5m和R2=1m的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上，金屬直桿ab（長度略長于0.5m）兩端架在圓導(dǎo)軌上．將這一裝置放在磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于圓軌道面鉛直向下，在外加功率的作用之下，直桿ab以ω=4rad/s的角速度繞過O點的鉛直軸逆時針旋轉(zhuǎn)．
（1）求ab中感應(yīng)電動勢的大小，并指出哪端電勢較高；
（2）用r=1.5Ω的電阻器跨接于兩導(dǎo)軌的兩定點（如圖中的c、d，電阻器未畫出），不計其他部分的電阻，求流過電阻器的電流大��；
（3）在（2）的情況下，設(shè)外加機械功率為2W，求桿ab克服摩擦力做功的功率．

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