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一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限.求匀强磁场的磁感应强度B和穿过第一象限的时间.
(1)设磁感应强度为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r.
qvB=m
v2
r

r=
mv
qB

粒子在磁场中运动情况如图

由几何知识有r=
a
cos30°
=
2a
3

有上两式得B=
3
mv
2aq

(2)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,则T=
2πr
v
=
4πa
3
v

由图知,粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为
θ=180°-60°=120°
所以,粒子在磁场中运动的时间是
120°
360°
=
t
T

t=
1
3
T=
4
3
πa
9v

答:(1)匀强磁场的磁感应强度
3
mv
2qa

(2)带电粒子在磁场中的运动时间是
4
3
πa
9v
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,在虚线MN的上下两边都存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方的磁感强度为B1,下方的磁感强度为B2,已知B2=2B1.一个质量为m、带电量为q的带电粒子(不计重力)以初速v0从MN上的A点由下方垂直于MN射入上方的磁场区.已知它在运动过程中先后两次经过MN上的B点,且这两次之间的时间间隔为t.求

(1)磁感强度B1和B2的大小.
(2)AB间距离的可能值.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,有一电子束从a点处以一定的水平速度飞向竖直放置的荧光屏,并垂直击中荧光屏上的b点.已知电子的质量为m,电量为e.

若在电子束运行途中加一个仅存在于半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,圆心O在点ab连线上,点O距荧光屏的距离为L。
  (1)为使电子束仍击中荧光屏上的点b,可加一场强为E的匀强电场.指出此匀强电场的方向和范围,并求出电子束的速度。
(2)现撤去电场,电子束仍以原速度大小沿水平方向从a点发射,试求出此时侧移量y
的表达式。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度va、vb、vc从A点沿图示方向射入该磁场区域,经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出.若ta、tb、tc分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间.则以下判断正确的是(  )
A.va<vb<vcB.vc<vb<vaC.ta<tb<tcD.ta=tb<tc

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是(  )
A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
1
3
B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
3
C.A、B两粒子的
q
m
之比是
3
D.A、B两粒子的
q
m
之比是
2+
3
3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪,沿着直线通过电磁场复合区后,并从狭缝S0进入匀强磁场B2,在磁场B2中分为如图所示的三束,则下列相关说法中正确的是(  )
A.速度选择器的P1极板带负电
B.粒子1带正电
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
E
B1
D.粒子2的比荷
q
m
的绝对值最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场,电场强度大小为E,方向竖直向上.当粒子穿出电场时速度大小变为原来的
2
倍,已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计.粒子进入磁场时的速度如图所示与水平方向60°角.试解答:
(1)粒子带什么性质的电?
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大?
(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,在半径为R的圆内,有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场,一质量为m,电量为q的粒子(不计重力),从A点对着圆心方向垂直射入磁场,从C点飞出,则(  )
A.粒子的轨道半径为R
B.粒子的轨道半径为
3
R
C.粒子在磁场中运动的时间为
2πm
3Bq
D.粒子在磁场中运动的时间为
πm
3Bq

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

a、b、c三束粒子沿纸面向上射人垂直于纸面向内的匀强磁场中,偏转轨迹如图所示,关于粒子带电性质,下列判断正确的是(  )
A.a带负电荷B.a带正电荷C.b带正电荷D.c带正电荷

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