如圖所示，寬x=2cm的有界勻強磁場的縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向內(nèi)，大小為0.01T�，F(xiàn)有一群比荷q/m=4×107C/kg的正粒子，從O點以相同的速率2×104m/s沿紙面不同方向進入磁場，粒子重量忽略不計（）。求：

（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑；
（2）所有打在y軸上的粒子在磁場中運動的最長時間；
（3）打在分界線x=2cm上粒子的分布范圍.
（1）0.05m   （2）4.62×10-6s   （3）x軸下方0.04m到x軸上方0.04m之間均有粒子

試題分析：（1）根據(jù)粒子在磁場中運動是洛倫茲力提供向心力可得：，求得r=0.05m；
（2）粒子做圓周運動的周期，設(shè)粒子運動軌跡的圓心角為θ，則粒子在磁場中運動的時間，由題意知，當(dāng)粒子的軌跡與磁場右邊界相切時，粒子打在y軸上，軌跡的圓心角最大，運動的時間最長，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可求圓心角為106o，代入可求運動時間t=4.62×10-6s；

（3）由題意知，當(dāng)粒子的速度沿y軸負(fù)方向時粒子從p點離開磁場，且p點為粒子打在分界線x=2cm上的最低點，如圖所示，由幾何關(guān)系可求p點到x軸的距離為0.04m；當(dāng)粒子軌跡與分界線x=2cm相切時，切點Q為粒子在分界線x=2cm上的最高點，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可求Q到x軸的距離為0.04m，所以打在分界線x=2cm上粒子的分布在x軸下方0.04m到x軸上方0.04m的范圍內(nèi)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在如圖所示的空間里，存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為.在豎直方向存在交替變化的勻強電場如圖（豎直向上為正），電場大小為．一傾角為θ足夠長的光滑絕緣斜面放置在此空間．斜面上有一質(zhì)量為m，帶電量為-q的小球，從t=0時刻由靜止開始沿斜面下滑，設(shè)第5秒內(nèi)小球不會離開斜面，重力加速度為g

求：（1）求第1秒末小球的速度大�。�
(2)第6秒內(nèi)小球離開斜面的最大距離．
（3）若第19秒內(nèi)小球仍未離開斜面，θ角應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在平面直角坐標(biāo)系xoy內(nèi)，第一象限的射線op與x軸夾角為30º，在∠pox范圍之外存在垂直xoy面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．一質(zhì)量為m、帶電量為q的正電粒子，從o點以沿y軸負(fù)方向的速度v出發(fā)僅受磁場力而運動。試求：

（1）粒子離開o點后，第三次經(jīng)過磁場邊界時的位置坐標(biāo)；
（2）粒子在磁場中運動的總時間；
（3）若保持其它條件不變而將∠pox變?yōu)?5º，粒子出發(fā)之后將總共幾次穿越磁場邊界？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在真空中坐標(biāo)xOy面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強度B=1.0×10-2T的勻強磁場，方向與xOy平面垂直，在x軸上的P(10,0)點處有一放射源，在xOy平面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率為v=1.0×105m/s的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量為m=1.0×10-26kg，粒子帶電量為q=1.0×10-18C，則帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍是（重力的影響不計）（   ）
A．－10cm≤y≤10cm
B．－10cm≤y≤cm
C．cm≤y≤cm
D．cm≤y≤10cm

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、  b，以不同的速率沿著A0方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是
A．a(chǎn)粒子速率較大
B．b粒子速率較大
C．b粒子在磁場中運動時間較長
D．a(chǎn)、b粒子在磁場中運動時間一樣長

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）扭擺器是同步輻射裝置中的插入件，能使粒子的運動軌跡發(fā)生扭擺，其簡化模型如圖所示：Ⅰ、Ⅱ兩處寬度均為L的條形勻強磁場區(qū)邊界豎直，Ⅰ區(qū)域磁場垂直紙面向外，Ⅱ區(qū)域磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小均為B，兩磁場區(qū)的間距可以調(diào)節(jié)。以Ⅰ區(qū)域左邊界上的O點為坐標(biāo)原點建立坐標(biāo)系，y軸與左邊界重合，x軸與磁場邊界的交點分別為O1、O2和O3。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，平行紙面從O點與y軸的夾角θ＝30°射入Ⅰ區(qū)域，粒子重力不計。

（1）若粒子恰好從O1射出Ⅰ區(qū)域，粒子的速度應(yīng)為多大？
（2）若粒子從Ⅰ區(qū)域右邊界射出時速度與x軸的夾角為30°，調(diào)節(jié)兩磁場區(qū)的間距，粒子恰好從O3射出Ⅱ區(qū)域，則粒子從O射入到從O3射出共經(jīng)歷了多長時間？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，三個同心圓是磁場的理想邊界，圓1半徑R1=R、圓2半徑R2=3R、圓3半徑R3（R3＞R2）大小未定，圓1內(nèi)部區(qū)域磁感應(yīng)強度為B，圓1與圓2之間的環(huán)形區(qū)域是無場區(qū)，圓2與圓3之間的環(huán)形區(qū)域磁感應(yīng)強度也為B。兩個區(qū)域磁場方向均垂直于紙面向里。t=0時一個質(zhì)量為m，帶電量為+q（q＞0）的離子（不計重力），從圓1上的A點沿半徑方向以速度飛進圓1內(nèi)部磁場。問：

（1）離子經(jīng)多長時間第一次飛出圓1？
（2）離子飛不出環(huán)形磁場圓3邊界，則圓3半徑R3至少為多大？
（3）在滿足了（2）小題的條件后，離子自A點射出后會在兩個磁場不斷地飛進飛出，從t=0開始到離子第二次回到A點，離子運動的總時間為多少？
（4）在同樣滿足了（2）小題的條件后，若環(huán)形磁場方向為垂直于紙面向外，其它條件不變，從t=0開始到離子第一次回到A點，離子運動的路徑總長為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖所示，磁感應(yīng)強度為B方向垂直紙面向里的勻強磁場中有一粒子源，粒子源從O點在紙面內(nèi)均勻地向各個方向同時發(fā)射速率為υ，比荷為k的帶正電粒子.PQ是垂直紙面放置,厚度不計的擋板，擋板的P端與O點的連線跟擋板垂直，粒子打在擋板上會被吸收。帶電粒子的重力及粒子間的相互作用力忽略不計，磁場分布的區(qū)域足夠?qū)拸V。 

（1）為了使帶電粒子不打在擋板上，粒子源到擋板的距離d應(yīng)滿足什么條件？
（2）若粒子源到擋板的距離d=，則擋板至少多長，擋板吸收的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比值最大，并求該值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，直線MN的下方有豎直向下的勻強電場，場強大小為E=700V/m。在電場區(qū)域內(nèi)有一個平行于MN的擋板PQ；MN的上方有一個半徑為R=m的圓形彈性圍欄，在圍欄區(qū)域內(nèi)有圖示方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=16.3T。圍欄最低點一個小洞b，在b點正下方的電場區(qū)域內(nèi)有一點a，a點到MN的距離d1=45cm，到PQ距離d2=5cm�，F(xiàn)將一個質(zhì)量為m="0.1g" ，帶電量q=2×10-3C的帶正電小球（重力不計），從a點由靜止釋放，在電場力作用下向下運動與擋板PQ相碰后電量減少到碰前的0.8倍，且碰撞前后瞬間小球的動能不變，不計空氣阻力以及小球與圍欄碰撞時的能量損失，試求：（已知，）

（1）小球第一次與擋板PQ相碰后向上運動的距離；
（2）小球第一次從小洞b進入圍欄時的速度大��；
（3）小球從第一次進入圍欄到離開圍欄經(jīng)歷的時間。

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