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(10分)在真空中,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外,以速度v0进入外围磁场,已知带电粒子质量m=2×10-10kg,带电荷量q=+5×10-6 C,不计重力,磁感应强度B=1 T,粒子运动速度v0=5×103 m/s,圆形区域半径r=0.2 m,求粒子第一次回到P点所需时间.(结果用π表示)

            

                         

 

【答案】

16π×10-5 s.

【解析】由洛伦兹力提供向心力:由qv0B=m

求得R=0.2 m=r     ……………………3分

轨迹如图所示T==8π×10-5 s     ………4分

运动时间为t=2T=16π×10-5 s.      ………3分

本题考查带电粒子在磁场中的偏转,由洛伦兹力提供向心力,计算半径大小,根据粒子偏转轨迹和几何关系,求得运动时间为两个周期

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?南昌一模)在真空中,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外,以速度v0进入外围磁场,已知带电粒子质量m=2×10-10kg,带电荷量q=+5×10-6 C,不计重力,磁感应强度B=1T,粒子运动速度v0=5×103 m/s,圆形区域半径r=0.2m,求粒子第一次回到P点所需时间.(结果用π表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图10所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为R,板长为2R,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上,有一电荷量为q,质量为m的带正电的粒子,以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图b所示电压,最后粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出(不计粒子重力).

(1)求磁场的磁感应强度B;

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;

(3)若t=时,该粒子从MN板右侧沿板的中心线,仍以速度v0射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到a点的距离.

图10

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为R,板长为2R,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图乙所示电压,最后粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出(不计粒子重力)。

(1)求磁场的磁感应强度B。

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值。

(3)若在t=时,该粒子从MN板右侧沿板的中心线,仍以速度v0射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到a点的距离。

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科目:高中物理 来源:2013届安徽省六安一中高三第一次月考物理试卷(带解析) 题型:计算题

(10分)在真空中,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外,以速度v0进入外围磁场,已知带电粒子质量m=2×10-10kg,带电荷量q=+5×10-6 C,不计重力,磁感应强度B=1 T,粒子运动速度v0=5×103 m/s,圆形区域半径r=0.2 m,求粒子第一次回到P点所需时间.(结果用π表示)
            

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年山东省济南市高三第一次模拟考试理科物理卷 题型:计算题

如图a所示,在真空中,半径为r的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行正对金属板M和N,两板间距离为d,O1O2为两板的中心线。距平行金属板右端距离为l的位置放置竖直荧光屏其中心为O3,且O、O1、O2和O3在同一水平线上。有一粒子源发出电荷量为q、质量为m带正电的粒子束,以速率从圆心O正下方的P点沿PO方向不断地射入磁场,粒子恰好由O1处沿O1O2进入金属板,粒子在板MN间的飞行时间均为T,现在将N板接地,如图(a)所示,U0是M板的电势大小如图(b)(c)所示,不计重力影响及粒子间的相互作用。

   (1)求圆形区域磁场的磁感应强度B的大小;

   (2)若M板上的电势如图(b)所示,t=0时M板电势为U0,求t=0时刻飞入电场的粒子最终打在荧光民间上距O3的距离;

   (3)若M板上的电势如图(c)所示,粒子从O1点沿O1O2方向进入电场并射出,求它们射出电场时的速度大小及方向;

   (4)若M板上的电势如图(c)所示,求荧光屏上能出现光亮区域的长度。

 

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