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(18分)如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.7m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁场,MN过平台右端并与水平方向呈θ=37°.在平台左端放一个可视为质点的A球,其质量为mA=0.17kg,电量为q=+0.1C,现给A球不同的水平速度,使其飞出平台后恰好能做匀速圆周运动.g取10m/s2
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)要使A球在MNPQ区域内的运动时间保持不变,则A球的速度应满足的条件?(A球飞出MNPQ区域后不再返回)
(3)在平台右端再放一个可视为质点且不带电的绝缘B球,A球以vA0=3m/s的速度水平向右运动,与B球碰后两球均能垂直PQ边界飞出,则B球的质量为多少?
(1)A球能做圆周运动,必须有:Eq=mAg…

电场强度方向竖直向上…
(2)A球在MNPQ区域运动时间相等,必须从边界MN飞出,
如图所示,


最大半径满足:R/cosθ+R/=hcosθ…
A球做匀速圆周运动有:
解得:vA=0.4m/s…
依题意,A球速度必须满足:0<vA≤0.4m/s…
(3)AB相碰后,A做匀速圆周运动,半径R=h…
得vA=0.9m/s…
B球做平抛运动,设飞行的水平距离为x,时间为t,有:
x=vB0t…
……1分
vB0=vytanθ=gttanθ…
得vB0=3m/s…
由动量守恒定律得:
mAvA0=mAvA+mBvB0
mB=0.119kg…
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

(10分)在真空中,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外,以速度v0进入外围磁场,已知带电粒子质量m=2×10-10kg,带电荷量q=+5×10-6 C,不计重力,磁感应强度B=1 T,粒子运动速度v0=5×103 m/s,圆形区域半径r=0.2 m,求粒子第一次回到P点所需时间.(结果用π表示)
            

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

 如图所示,边界MN下方有一垂直纸面向外的匀强磁场,一电子以速度V从点O射入MN,经磁场后能返回到MN边界上方,以下正确的是
A.电子从O点右边返回边界上方
B.电子从O点左边返回边界上方
C.当只增加射入速度V大小,则电子在磁场中运动的路程一定改变
D.当只增加射入速度V大小,则电子在磁场中运动的时间一定改变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,在的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,且B1大于B2,一个带负电、比荷为的粒子从坐标原点O,以速度沿轴负方向射出,粒子重力不计。

(1)求粒子在两个磁场中运动的轨道半径;
(2)如果B1=2B2,则粒子再次回到原点时运动了多少时间?
(3)要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B,一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向夹角为θ=π/6,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,试求:(要求必须画出示意图)

(1)该粒子的电量和质量之比为多少?
(2)该粒子在匀强磁场中运动的时间?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在如图所示匀强磁场中,一个质量为m电量为+q的圆环套在一根固定的绝缘水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0,则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为
A.B.0
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图是某离子速度选择器的原理示意图,在一半径为R=10cm的圆柱形筒内有B=1×10-4T的匀强磁场,方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔ab分别作为入射孔和出射孔.现有一束比荷为=2×1011C/kg的正离子,以不同角度α入射,最后有不同速度的离子束射出.其中入射角α=30°,且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是(  )
A.4×105m/sB.2×105m/sC.4×106m/sD.2×106m/s

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两个带电粒子以同一速度,并从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示(完成两个半圆运动).粒子的轨迹半径为,粒子的轨迹半径为,且分别是它们的带电量,则 (      )
A.带负电、带正电,荷质比之比为
B.带负电、带正电,荷质比之比为
C.带正电、带负电,荷质比之比为
D.带正电、带负电,荷质比之比为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,圆形区域的半径为R,内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B,磁场下面有竖直方向的匀强电场。一质量为m、电量为 q的粒子(重力不计),粒子由静止开始从A运动到B,速度方向偏转了600。问:

小题1:粒子带何种电荷?
小题2:粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大?
小题3:加速电场两极间的电压U多大?

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