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如图,在轴下方有匀强磁声,磁感应强度大小为,方向垂直于平面向外P是y轴上距原点为的一点,轴上距原点为的一点。A是一块平行于轴的挡板,与轴的距离为,A的中点在轴上,长度略小于。带电粒子与挡板碰撞前后,方向的分速度不变,方向的分速度反向、大小不变。质量为,电荷量为的粒子从P点瞄准点入射,最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。

设粒子射入磁场时的速度为v,第一次射出磁场时的位置为点,与板碰撞后再次进入磁场的位置为点

  对粒子在磁场中圆周运动有:

  依题意,粒子每次与板碰撞前后速度大小不变,这样粒子在磁场中的运动轨道半径,轨迹圆弧的圆心角一样,射入点与射出点距离x1不变,故有:  ②

  设粒子射出磁场位置点与下次进入磁场位置点的距离为x2,则她保持不变,由图有:      ③

  设粒子最终离开磁场射向P点时,与挡板共碰撞了nn=0、1、2、3……)次,由图及对称性知出射点x的位置为-a,即:         ④

  由③④两式得:          ⑤ 

  粒子能与挡板碰撞,必有:        ⑥

  解③④⑥得:  ⑦

  解①②⑤得:  ⑧

  将代入⑧取:

  n=0,

  n=1,

  n=2,

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,Oxy在竖直平面内.X轴下方有匀强电场和匀强磁场.电场强度为E、方向竖直向下.磁感应强度为B、方向垂直纸面向里.将一个带电小球从y轴上P(0,h)点以初速度v0竖直向下抛出.小球穿过x轴后,恰好做匀速圆周运动.不计空气阻力,已知重力加速度为g.求:
(1)判断不球带正电还是带负电;
(2)小球做圆周运动的半径;
(3)小球从P点出发,到第二次经过x轴所用的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于x y平面向外.P是y轴上距原点为h的一点,N0为x轴上距原点为a的一点.A是一块平行于x轴的挡板,与x轴的距离为
h
2
,A的中点在y轴上,长度略小于
a
2
.带点粒子与挡板碰撞前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变.质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从P点瞄准N0点入射,最后又通过P点.不计重力.求粒子入射速度的所有可能值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于x y平面向外.P是y轴上距原点为h的一点,N0为x轴上距原点为a的一点.A是一块平行于x轴的挡板,与x轴的距离为
h
2
,A的中点在y轴上,长度略小于
a
2
.带电粒子与挡板碰撞前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变.质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从P点瞄准N0点入射,最后又通过P点.不计重力.
(1)若粒子从P点射出的速率为v,求粒子在磁场中运动的轨道半径R;
(2)求粒子从N0点射入磁场到第一次穿出磁场所经历的时间.(可用反三角函数表示)
(3)求粒子入射速度的所有可能值.

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科目:高中物理 来源:黄冈高考物理总复习决战资料(绝密) 题型:038

如图所示,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,下方有匀强电场,场强为E.今有电量为q,质量为m的粒子位于y轴N点坐标(0,-b).不计粒子所受重力.在x轴上有一点M(L,0).若使上述粒子在y轴上的N点由静止开始释放在电磁场中往返运动,刚好能通过M点.已知OM=L.求:

(1)粒子带什么电?

(2)释放点N离O点的距离须满足什么条件?

(3)从N到M点粒子所用最短时间为多少?

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