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如图所示,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轴正方向成60°角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。

(1)判断粒子的电性;
(2)求:匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子通过第一象限的时间。
(1)负电 (2)  

试题分析:(1)根据题意可知,带电粒子的运动轨迹如图所示,经判断粒子带负电。(2)粒子射出磁场时速度方向垂直于y轴,粒子做匀速圆周运动的圆心一定在y轴上,根据粒子运动的速度与半径垂直,可确定圆心O,如图所示。

由几何关系知粒子运动的半径R=a


解得


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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;,离子重力不计。

(1)求加速电场的电压U;
(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;
(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

边长为a的正方形,处于有界磁场如图所示,一束电子以水平速度射入磁场后,分别从A处和C处射出,则vA:vC=__________;所经历的时间之比tA:tC=___________

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐标原点O处有一正离子放射源,放射出的正离子的比荷都为=1×106C/kg,且速度方向与磁场方向垂直。若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计。
(1)如图甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁场,∠OAC=30°,AO边的长度l=0.3m,正离子从O点沿x轴正方向以某一速度射入,要使离子恰好能从AC边射出,求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间。
(2)如图乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场,正离子放射源放射出不同速度的离子,所有正离子入射磁场的方向均沿x轴正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,为保证所有离子离开磁场的时候,速度方向都沿y轴正方向,试求磁场的最小面积,并在图乙中画出它的形状。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,速度不同的同种带电粒子(重力不计)a、b沿半径AO方向进入一圆形匀强磁场区域,a,b两粒子的运动轨迹分别为AB和AC,则下列说法中正确的是
A.a、b两粒子均带正电
B.a粒子的速度比b粒子的速度大
C.a粒子在磁场中的运动时间比b粒子长
D.两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心O

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e.金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动.测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则下列说法正确的是(        )
A.电流方向沿x轴正方向,正电荷受力方向指向前侧面,因此前侧面电势较高
B.电流方向沿x轴正方向,电子受力方向指向前侧面,因此前侧面电势较高
C.磁感应强度的大小为B=
D.磁感应强度的大小为B=

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,在POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场,已知OA=s,∠POQ=450,负离子的质量为m,带电荷量的绝对值为q,要使负离子不从OP边射出,负离子进入磁场时的速度最大不能超过       

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示的装置可以将比荷不同的粒子分开,图中矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为, A处有一宽度为的狭缝(宽度大小可调节),两种电性相同的粒子1和粒子2的质量分别是(>),电量的大小均为,都以相同的速度从狭缝各处垂直于GA边且垂直于磁场射入磁场,结果都能落到GA边上,下列说法正确的是(    )
A.粒子带正电
B.粒子1一定落在粒子2的左侧
C.粒子1落在边上距狭缝右边缘的最远距离为
D.为使两种粒子落在边上能完全分离,则狭缝的宽度应小于

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在直角坐标系XOY平面内,在Y>0处有与X轴成60°角的匀强电场,场强大小E=103v/m,在Y<0处有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=T。现从t=0时刻在坐标为(0,10cm)的P点由静止释放一比荷为104C/kg的带正电的微粒A,不计微粒的重力。求:

(1)微粒进入磁场后在磁场中运动的半径;
(2)第二次穿过X轴的时刻;
(3)在释放微粒A后又在电场中由静止释放另一个与A完全相同的微粒B,若要使微粒A在第二次穿过X轴到第三次穿过X轴的时间内与微粒B相遇,求微粒B释放的时刻和释放的位置。

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