如图所示,第Ⅰ象限有垂直纸面向外的匀强磁场,第Ⅳ象限有垂直纸面向里匀强磁场,Ⅰ、Ⅳ磁感应强度大小均为B,一带正电粒子以初速度从y轴上的P点进入第Ⅰ象限磁场时速度方向与y轴的正方向成45°角,进入第Ⅳ象限的磁场时又垂直x轴,已知OP之间的距离为d,(不计粒子重力)求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)带电粒子从进入磁场到第二次经过x轴,在磁场中运动的总时间;
(3)带电粒子的比荷。
高二物理解答题中等难度题
如图所示,第Ⅰ象限有垂直纸面向外的匀强磁场,第Ⅳ象限有垂直纸面向里匀强磁场,Ⅰ、Ⅳ磁感应强度大小均为B,一带正电粒子以初速度从y轴上的P点进入第Ⅰ象限磁场时速度方向与y轴的正方向成45°角,进入第Ⅳ象限的磁场时又垂直x轴,已知OP之间的距离为d,(不计粒子重力)求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)带电粒子从进入磁场到第二次经过x轴,在磁场中运动的总时间;
(3)带电粒子的比荷。
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如图所示,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B = 2.0×10-3 T,一带正电荷的粒子A以v = 3.5×104 m/s的速率从x轴上的P ( 0.50,0 )处以与x轴正方向成某一角度的方向垂直射入磁场,从y轴上的M ( 0,0.50 )处射出磁场,且运动轨迹的半径是所有可能半径值中的最小值.设粒子A的质量为m、电荷量为q,不计粒子的重力.
(1)求粒子A的比荷;(计算结果请保留两位有效数字,下同)
(2)如果粒子A运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其此后沿x轴负方向做匀速直线运动并离开第一象限.求该匀强电场的场强大小和方向,并求出粒子射出磁场处的坐标值;
(3)如果要粒子A按题干要求从M处射出磁场,第一象限内的磁场可以局限在一个最小的矩形区域内,请在图中画出该矩形区域,并求出它的面积.
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图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计其重力。
(1)求上述粒子的比荷;
(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向;
(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积。
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如图所示,在直角坐标系第I象限中有磁感应强度B=0.20T方向垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电粒子以速率v=25m/s从x轴上P点垂直于磁场方向射入。已知速度v与x轴的夹角θ=30°,P到坐标原点O的距离L=0.25m,粒子所带电荷量q=3.0×10-15C,质量m=6.0×10-18kg,π=3.14,不计粒子重力,求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间t。
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如图所示,在直角坐标系第I象限中有磁感应强度B=0.20T方向垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电粒子以速率v=25m/s从x轴上P点垂直于磁场方向射入。已知速度v与x轴的夹角θ=30°,P到坐标原点O的距离L=0.25m,粒子所带电荷量q=3.0×10-15C,质量m=6.0×10-18kg,π=3.14,不计粒子重力,求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间t。
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如图所示,在xoy平面的第II象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点,圆内存在垂直于xoy面向外的匀强磁场。在第I象限内存在沿轴y负方向的匀强电场,电场强度为E。一带正电的粒子(不计重力)以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场,最后从M(3R,0)点射出电场,出射方向与x轴正方向夹角为α,且满足α=45°,求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子从P点入射磁场到M点射出电场的时间。
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如图所示,在xoy平面的第II象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点,圆内存在垂直于xoy面向外的匀强磁场。在第I象限内存在沿轴y负方向的匀强电场,电场强度为E。一带正电的粒子(不计重力)以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场,最后从M(3R,0)点射出电场,出射方向与x轴正方向夹角为α,且满足α=45°,求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子从P点入射磁场到M点射出电场的时间。
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如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出.已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力.求
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间.
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图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带正电粒子从平板上狭缝O处以与平板成θ的初速度v射入磁场区域如图,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比。
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如图,第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场,其中第二象限的磁感应强度大小为B,第三、四象限磁感应强度大小相等,一带正电的粒子,从P(-d,0)点沿与x轴正方向成=60°角平行xOy平面入射,经第二象限后恰好由y轴上的Q点(图中未画出)垂直y轴进入第一象限,之后经第四、三象限重新回到P点,回到P点时速度方向与入射方时相同,不计粒子重力,求:
(1)粒子从P点入射时的速度;
(2)第三、四象限磁感应强度的大小;
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