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(14分)如图所示,在空间有一坐标系xoy,直线OPx轴正方向的夹角为,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界,OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B。一质量为m,电荷量为q的质子(不计重力)以速度vO点沿与OP角的方向垂直磁场进入区域I,质子先后通过磁场区域I和II后,恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出),试求:
(1)区域II中磁场的磁感应强度大小;
(2)Q点的坐标。
(1)
(2)x
(1)设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为,区域II中磁感应强度为,由牛顿第二定律
 ①(2分)
 ②(2分)
粒子在两区域运动的轨迹如图所示,

由几何关系可知,质子从A点出磁场I时的
速度方向与OP的夹角为300,故质子在磁场I中轨迹的圆心角为   
为等边三角形                     ③(2分)
                               ④(2分)
由①②③④解得区域II中磁感应强度为         (2分)
(2)Q点坐标   (2分)  故 x   (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

如图所示,在坐标原点O处,能向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带正电粒子。在O点右侧有一半径为R的圆形薄板,薄板中心O′位于x轴上,且与x轴垂直放置,薄板的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m,带电量为q,速率为v,重力不计。
(1)要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到薄板MN上,可在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,则场强的最小值E0为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?
(2)要使薄板右侧的MN连线上都有粒子打到,可在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,则磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、v、q、R表示)?若满足此条件,从O点发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如题图所式,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示。
粒子编号
质量
电荷量(q>0)
速度大小
1
m
2q
v
2
2m
-2q
2v
3
3m
-3q
3v
4
2m
2q
3v
5
2m
-q
v
 
由以上信息可知,从图中abc处进入的粒子对应表中的编号分别为
A.3,5,4                      B.4,2,5
C.5,3,2                      D.2,4,5

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,把一装有Na2SO4导电溶液的圆形玻璃器皿放入磁场中,玻璃器皿的中心放一个圆柱形电极,沿器皿边缘内壁放一个圆环形电极,把两电极分别与电池的正、负极相连,对于导电溶液中正、负离子的运动,下列说法中正确的是    (   )
A.正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘内壁移动
B.负离子做顺时针方向的螺旋形运动
C.正、负离子均做顺时针方向的螺旋形运动
D.正、负离子均做逆时针方向的螺旋形运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

xOy平面内,x>0的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4T;
x < 0的区域存在沿x轴正方向的匀强电场。现有一质量为m = 4.0×10-9kg,带电量为
q = 2.0×10-7 C的正粒子从x轴正方向上的M点以速度v0=20m/s进入磁场,如图所示,v0x轴正方向的夹角θ=45°,M点与O点相距为l=m。已知粒子能以沿着y轴负方向的速度垂直穿过x轴负半轴上的N点,不计粒子重力。求:
(1)粒子穿过y轴正半轴的位置以及穿过y轴正半轴时速度与y轴的夹角;
(2)  x<0区域电场的场强;
(3)试问粒子能否经过坐标原点O? 若不能,请说明原因;若能,请求出粒子从M点运动到O点所经历的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图15-5-25所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度为v从筒壁的A孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周时恰好又从A孔射出,问:

图15-5-25
(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件?
(2)粒子在筒中运动的时间为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图15-2-16所示,水平放置的光滑金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面夹角为α.金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直,电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键K合上时,棒ab受到的安培力的大小为_____________,方向为_____________,棒的加速度大小为_____________.

图15-2-16

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下,则下列说法中正确的是(    )
A.滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时相等
B.滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等
C.滑块从左往右与从右往左经过最低点时,所受洛伦兹力相同
D.滑块从左往右与从右往左经过最低点时,向心加速度相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

质子和a粒子由静止开始,经同一电场加速后,沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中,则质子和a粒子在磁场中运动的各量之间的关系,正确的是:(     )
A.速率之比为:1B.周期之比为1:2
C.半径之比为:1D.向心力之比为:1

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