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在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图15-5-21所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.

图15-5-21

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;

(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?

粒子在磁场中的飞行时间?


解析:

(1)如右图所示,由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷.?

粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,则粒子轨迹半径?

R=r?

?

则粒子的比荷

(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角为60°,粒子做圆周运动的半径?

R′=rcot30°=r?

所以

粒子在磁场中的飞行时间?

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?天津)在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示. 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出. 
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B'多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B’,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向最大改变了106°角,求磁感应强度B’的范围是多大?(tan53°=4/3)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?安徽)如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出.
(1)电场强度的大小和方向.
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射人,经
t02
时间恰从半圆形区域的边界射出,求粒子运动加速度大小
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场.一带电粒子P从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.现让带电粒子P静止于原点O,让另一个与粒子P同质量的不带电粒子Q从交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,与粒子P相碰后粘在一起运动.粒子不计重力.
(1)判断粒子P带何种电荷,并求出其比荷
qm

(2)Q粒子在磁场中运动所用时间t是多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有一磁场方向垂直于xOy坐标平面、磁感应强度为B的匀强磁场.一带正电的粒子(不计重力)以速度为v0从原点O沿x轴正向进入磁场,带电粒子恰好不能飞出磁场.求:
(1)磁场的方向和粒子的比荷.
(2)若将上述粒子的入射点上移至y轴上的A点,将粒子仍以速度v0平行x轴正向射入磁场,若要粒子射出磁场区域后不能通过y轴,则OA的距离至少为多少?
(3)若将上述粒子的入射点上移至y轴上的M点,仍将粒子以速度v0平行x轴正向射入磁场,已知带电粒子通过了磁场边界上的P点,且P点的x值为+
R4
,后来粒子轨迹与y轴交于N点,则粒子自M至N运动的时间为多少?

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