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(12分)如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:

(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径;
(2)该粒子在磁场中运动的时间;
(3)该粒子射出磁场的位置坐标。
(1)mv/qB  (2)       (3)(,0)

试题分析:(1)设其半径为R ,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,有
qvB=mv2/R         (2分)
R =mv/qB         (2分)
(2)粒子在磁场中运动对应的圆心角为270度
T = 2πm/qB   (2分)
  (2分)
(3)粒子离开磁场的位置:由几何关系得 x= R (1分)
R =mv/qB
     (1分)
射出磁场的位置坐标(,0) (2分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)某装置用磁场控制带电粒子的运动,工作原理如图所示。装置的长为 L,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为d。装置右端有一收集板,M、N、P为板上的三点,M位于轴线OO′上,N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内,质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成30°角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。

(1)求磁场区域的宽度h;
(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点,求粒子入射速度的最小变化量Δv;
(3)欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在矩形区域abcd区域中,分布有垂直纸面向外的匀强磁场,ab长为L,在ab的中点P处有一电子发射源,出射电子速率取一切可能值,所有电子出射的速度方向均与ab成30°,下列说法正确的是(       )
A.只要初速度大小取合适的值,电子可以在磁场中做完整的圆周运动
B.电子入射速度越大,在磁场中运动的时间一定越短
C.从ad边出射的电子一定比从bc出射的粒子时间长
D.当时,cd边无电子射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分)如图所示,匀强磁场宽L=30cm,B=3.34×10-3 T,方向垂直纸面向里,设一质子以v0=1.6×105 m/s的速度垂直于磁场B的方向从小孔C射入磁场,然后打到照相底片上的A点,质子的质量为1.67×10-27 kg;质子的电量为1.6×10-19 C.求:

(1)质子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)A点距入射线方向上的O点的距离H;
(3)质子从C孔射入到A点所需的时间t.(,结果保留1位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为,电量为的正电荷(重力忽略不计)以速度沿正对着圆心o的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:Ⅰ、Ⅱ两处宽度均为L的条形匀强磁场区边界竖直,Ⅰ区域磁场垂直纸面向外,Ⅱ区域磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B,两磁场区的间距可以调节。以Ⅰ区域左边界上的O点为坐标原点建立坐标系,y轴与左边界重合,x轴与磁场边界的交点分别为O1、O2和O3。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,平行纸面从O点与y轴的夹角θ=30°射入Ⅰ区域,粒子重力不计。

(1)若粒子恰好从O1射出Ⅰ区域,粒子的速度应为多大?
(2)若粒子从Ⅰ区域右边界射出时速度与x轴的夹角为30°,调节两磁场区的间距,粒子恰好从O3射出Ⅱ区域,则粒子从O射入到从O3射出共经历了多长时间?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,虚线所示的区域内,有方向垂直于画面向里的匀强磁场,从边缘A处有一束速度各不相同的质子沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场区运动过程中,错误的是(      )
A.运动时间越长,其轨迹越长
B.运动时间越短的,射出磁场的速率越小。
C.在磁场中偏转越小的,运动时间越短。
D.所有质子在磁场中运动时间都相等

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(Ra)沿着与+x成θ角方向释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn)。α粒子在y轴上的N点沿方向飞离磁场,N点到O点的距离为L,已知OA间距离为L,α粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m0

(1)、写出镭核的衰变方程;
(2)、如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(新题快递)如图所示,宽h=2 cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向射入磁场.若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r均为5 cm,不计粒子的重力,则(  )
A.右边界:-4 cm<y<4 cm内有粒子射出
B.右边界:y>4 cm和y<-4 cm内有粒子射出
C.左边界:y>8 cm内有粒子射出
D.左边界:0<y<8 cm内有粒子射出

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