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在某一真空中建立xOy坐标系,从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷qm=1×104 C/kg的带正电的粒子(重力不计),初速度v0=103 m/s,方向与x轴正方向成30°角.

(1)若在坐标系y轴右侧加匀强磁场,在第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向外,在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度均为B=1 T,如图18(a)所示.求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x1.

(2)若将上述磁场改为如图18(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=2π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10-4 s到t=4π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的初速度v0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2.

图18

(1)(0.2,0) ?(2)(0.6,0)?

解析:(1)粒子在x轴上方和下方的磁场中做半径相同的匀速圆周运动,其运动轨迹如图(a)所示.设粒子的轨道半径为r,有qvB=mv2/r,代入数据得r=0.1 m.由几何关系知x1坐标为x1=2r,代入数据得x1=0.2 m,故粒子从O点射出后,第二次经过x轴时的坐标x1为(0.2,0).?

图(a)

(2)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T0,T0=2πm/qB,代入数据得T0=2π×10-4 s.据题意,知粒子在t=0到t=2π/3×10-4 s内和在t=2π/3×10-4 s到t=4π/3×10-4 s内在磁场中转过的圆弧所对的圆心角均为2π/3.粒子的运动轨迹应如图(b)所示.?

图(b)

由几何关系得x2=6r,代入数据得x2=0.6 m,故粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2为(0.6,0).


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科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?盐城模拟)在某一真空空间内建立xoy坐标系,从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷
q
m
=1×104c/kg
的带正电的粒子(重力不计),速度大小v0=103m/s、方向与x轴正方向成30°角.
(1)若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域,在第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向外;在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xoy平面向里;磁感应强度均为B=1T,如图(a)所示.求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x1
(2)若将上述磁场改为如图(b)所示的匀强磁场.在t=0到t=
3
×10-4s
时,磁场方向垂直于xoy平面外;在t=
3
×10-4s
t=
3
×10-4s
时,磁场方向垂直于xoy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2

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科目:高中物理 来源: 题型:

在某一真空空间内建立xOy坐标系,从原点O处向第I象限发射一荷质比
q
m
=104C/kg
的带正电的粒子(重力不计).速度大小v0=103 m/s、方向与x轴正方向成30°角.
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(1)若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域,在第I、Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向外B=1T,求粒子做匀速圆周运动的轨道半径R?
(2)若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域,在第I象限,磁场方向垂直xOy平面向外;在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向里;磁感应强度为B=1T,如图(a)所示,求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x1
(3)若将上述磁场均改为如图(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=
3
×10-4
s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=
3
×10-4
s到t=
3
×10-4
s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场,在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2

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(1)若在坐标系y轴右侧加匀强磁场,在第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向外,在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度均为B=1 T,如图18(a)所示.求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x1.

(2)若将上述磁场改为如图18(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=2π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10-4 s到t=4π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的初速度v0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2.

图18

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