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(12分)如图所示,在以等边三角形abc为边界的区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B=1T,磁场方向垂直于abc平面向里。其中等边三角形边长L=m,P、Q分别是ac、bc的中点。一带正电的粒子(不计重力)从ab边中点O沿Oc方向以速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,从c点射出。

(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经过t=0.5s恰好从区域的边界中点Q射出。求粒子比荷q/m的大小;
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点同方向射入,且恰好也从区域的边界另一中点P射出,求粒子速度v的大小。
(1)E=3N/C    E的方向a指向b
(2) C/kg
(3)v=4m/s

试题分析:(1)粒子由O至C匀速运动, 

E=3N/C    E的方向a指向b
(2)仅撤去磁场后,带电粒子做类平抛运动,据题意由中点Q射出。
Oc方向上: t=0.5s    
Ob方向上:   
 C/kg
(3)仅撤去电场,带电粒子在磁场中匀速圆周运动。据题意由中点P射出。
由几何关系:m
   
代入得 v=4m/s
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场, ab是圆的一条直径。一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )
A.3t    B.C.D.2t

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,长方形abcd 长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=+2×10-3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域(   )
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时刻,一位于正方形区域中心O的粒子在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长,不计重力和粒子之间的相互作用力。已知平行于ad方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场,(已知)求:

(1)粒子的比荷
(2)从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间;
(3)假设粒子发射的粒子在各个方向均匀分布,在t=t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子发射的总粒子数之比。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与PQ成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度沿截面直径入射,粒子飞入磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(  )
A.半径之比为B.速度之比为
C.时间之比为2∶3D.时间之比为3∶2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在一底边长为2L,θ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场. 现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响。

(1)粒子经电场加速射入磁场时的速度?
(2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

三个速度大小不同而质量相同的一价离子,从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场,它们从下边缘飞出时的速度方向见图。以下判断正确的是  
A.三个离子均带负电  
B.三个离子均带正电
C.离子1在磁场中运动的轨道半径最大
D.离子3在磁场中运动的时间最长

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)在考古中为了测定古物的年代,可通过测定古物中碳14与碳12的比例,其物理过程可简化为如图所示.碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q,由静止经电压U加速后从O点进人磁感应强度为B的匀强磁场,OM为磁场的下边界线,可在OM上适当位置放置粒子记数器,从而测定碳14与碳12的比例(不计粒子的重力及粒子间的相互作用力).求:

(1)碳14与碳12在磁场中运动的半径比
(2) 在实际中并不是所有粒子都垂直于OM沿ON射入磁场,而是分布在与ON成一定夹角θ的纸面内,要使两种粒子运动到OM直线上时能区分在不同区域,θ角的范围;
(3) θ取最大时,用阴影表示出碳14粒子在磁场中可能出现的区域.

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