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如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,经电势差为U的电场加速后,从O点垂直MN边界进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂直,最后在MN边界上的P点.设带电粒子初速度为零且不计重力,求:
(1)粒子带何种电荷及粒子进入磁场时的速率;
(2)OP间的距离.
(1)带电粒子在电场中受力运动的方向是从正极向负极,可以判定电荷该粒子带正电;
粒子在电场中被加速.由动能定理得:qU=
1
2
mv2-0,
解得:v=
2qU
m

(2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得:
qvB=m
v2
r

解得:r=
1
B
2mU
q

OP间的距离:OP=2r=
2
B
2mU
q

答:(1)粒子带正电荷,粒子进入磁场时的速率为
2qU
m

(2)OP间的距离为
2
B
2mU
q
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,在该方向上距A点3R处的B点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成60°角斜向下,已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为2
3
R.求:
(1)该磁场的磁感应强度B的大小
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一对竖直放置的平行金属板长为L,两板间距为d,接在直流电源上,两板间的匀强电场场强为E.在两板间还有与电场方向垂直的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸平面向里.一个质量为m,电量为q(q>0)的油滴,从距离平板上端为h高处由静止开始自由下落.并经两板上端的中央点P进入两板之间有电场和磁场的空间.设油滴在P点所受的电场力与磁场力恰好平衡,且油滴经P点后不断向右极板偏转,最后经右极板下端边缘的D点离开两板之问的电场和磁场区域.试求:
(1)h的大小;
(2)油滴在D点的速度大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向里,边界分别平行于x轴和y轴.一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点为O以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成45°角,经过磁场偏转后,通过P(0,a)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力.
(1)若磁场的磁感应强度大小为B0,求电子在磁场中运动的时间t;
(2)为使电子完成上述运动,求磁感应强度B的大小应满足的条件.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

钍核
23090
Th发生衰变生成镭核
22688
Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它刚进入电势差为U的带狭缝的平行板电极S1和S2间电场时速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变的方程;
(2)粒子从S2狭缝射出来时的速度v多大?
(3)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在半径R=
mv0
Bq
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,一带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m、电荷量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,则它在磁场中运动的时间为多少?
(2)若粒子对准圆心射入,且速率变为
3
v0,则它打到感光板上时平行于感光板方向的速度分量为多少?
(3)若粒子以速度v0从P点以任意角度入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,PQ为一块长为L、水平固定放置的绝缘平板,整个空间存在着水平向左的匀强电场,板的右半部分存在着垂直于纸面向里的有界匀强磁场.一质量为m、带电荷量为q的物体,从板左端P由静止开始做匀加速运动,进入磁场后恰好做匀速直线运动,碰到右端带控制开关K的挡板后被弹回,且电场立即被撤消,物体在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后又做匀减速运动,最后停在C点,已知PC=
L
4
,物体与板间动摩擦间数为μ,求:
(1)物体带何种电荷?
(2)物体与板碰撞前后的速度v1和v2
(3)电场强度E和磁感应强度B各多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad长为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°、大小为v0的带正电粒子,如图所示.已知粒子电荷量为q,质量为m(重力不计):
(1)若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足什么条件?
(2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从哪一条边界处射出?最长时间是多少?出射点位于该边界上何处?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(h011?海淀区二模)如图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏1会看到一条亮线.要使荧光屏1的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(  )
A.加一电场,电场方向沿y轴正方向
B.加一电场,电场方向沿y轴负方向
C.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
D.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向

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