分析 (1)根据洛伦兹力通过向心力求解半径,根据周期公式求解周期;
(2)分析粒子的运动情况,根据运动情况画出运动轨迹,根据几何关系求解坐标;
(3)求解粒子再次进电场前在Y轴上的侧移量,根据侧移量判断粒子再次进入电场前能否回到O点.
解答 解:(1)带电粒子在0~$\frac{πm}{q{B}_{0}}$时间内,由qv0(2B0)=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{{r}_{1}}$得:r1=$\frac{m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$;
根据周期公式T1=$\frac{2π{r}_{1}}{{v}_{0}}$可得:T1=$\frac{πm}{q{B}_{0}}$;
(2)当B=B0时 r2=$\frac{m{v}_{0}}{q{B}_{0}}$=2r1,T2=$\frac{2πm}{q{B}_{0}}$=2T1;
0~$\frac{πm}{q{B}_{0}}$的运动以r1为半径一个圆周,$\frac{πm}{q{B}_{0}}$~$\frac{2πm}{q{B}_{0}}$的运动以r2为半径半个圆周,$\frac{2πm}{q{B}_{0}}$~$\frac{3πm}{q{B}_{0}}$的运动以r1为半径一个圆周,$\frac{3πm}{q{B}_{0}}$~$\frac{7πm}{2q{B}_{0}}$的运动以r1为半径半个圆周,$\frac{7πm}{2q{B}_{0}}$~$\frac{4πm}{q{B}_{0}}$的运动以r2为半径$\frac{1}{4}$圆周,$\frac{4πm}{q{B}_{0}}$~$\frac{17πm}{4q{B}_{0}}$的运动以r1为半径$\frac{1}{4}$圆周,轨迹如下图所示.
故坐标为($\frac{m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$,$\frac{5m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$),速度方向沿-X方向.
(3)如下图,设粒子进左侧磁场时速度与+Y成θ角,则再次进电场前在Y轴上的侧移量为△Y=2rsinθ
而 r=$\frac{m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$
得△Y=$\frac{mvsinθ}{q{B}_{0}}$=$\frac{m{v}_{0}}{q{B}_{0}}$<$\frac{5m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$
故不可能回到O点.
答:(1)带电粒子在0~$\frac{πm}{q{B}_{0}}$时间内运动的轨迹半径为$\frac{m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$,周期为$\frac{πm}{q{B}_{0}}$;
(2)0~$\frac{17πm}{4q{B}_{0}}$时间内粒子的轨迹见解析,t=$\frac{17πm}{4q{B}_{0}}$时刻粒子的位置坐标为($\frac{m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$,$\frac{5m{v}_{0}}{2q{B}_{0}}$),速度方向沿-X方向.
(3)若在t=$\frac{17πm}{4q{B}_{0}}$时刻撤去x>0区域的磁场,同时在该区域加一个沿y轴正方向的匀强电场,粒子再次进入电场前不能回到O点.
点评 对于带电粒子在磁场中的运动情况分析,一般是确定圆心位置,根据几何关系求半径,结合洛伦兹力提供向心力求解未知量;根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间;对于带电粒子在电场中运动时,一般是按类平抛运动的知识进行解答.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 球被击出后做平抛运动 | |
B. | 球被击出时的初速度大小为L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$ | |
C. | 该球被击出到落入A穴所用时间为$\sqrt{\frac{h}{2g}}$ | |
D. | 球被击出后受到的水平风力的大小为$\frac{mgL}{h}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 雨天、雾天的时候红灯更容易被发现 | |
B. | 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 | |
C. | 铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运行情况 | |
D. | 过去的剑客睡觉时用剑鞘做枕头 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 0.3ev | B. | 3.1ev | C. | 4.9ev | D. | 8.8ev |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电动机是把其他形式的能转化为电能的装置 | |
B. | 发电机是把其他形式的能转化为电能的装置 | |
C. | 电容器是储存电荷的装置 | |
D. | 远距离输电一定要用高压输电 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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