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如图6-3-13所示,在x轴上方有匀强磁场(磁感应强度为B),一个质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v0从坐标原点O射入磁场,v0x轴的负方向夹角为θ,不计重力,求粒子在磁场中飞行的时间和飞出磁场时的坐标.(磁场垂直纸面,不考虑粒子的重力)

6-3-13

解析:粒子进入磁场做圆周运动,由于不知道粒子的带电性质和磁场的方向,因此其轨迹并不确定,但只有两种情形,要么如图甲所示,要么如图乙所示,

首先分析图甲:作v0的垂直线段,切取OC=0,C即为圆心,画出其轨迹如图,R=.由几何关系可得∠OCP=2θ,所以粒子在磁场中飞行的时间为t=

P点的坐标为x=2Rsinθ==sinθ

再看图乙:由几何关系得∠OCP=2θ,粒子在磁场中飞行的时间为t=P点的坐标为x=-sinθ.

答案:t= x=-sinθ


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图6-3-13所示为一种测定风作用力的仪器的原理图。P为金属球,悬挂在一细长金属丝下面,O是悬挂点,R0是保护电阻,CD是水平放置的光滑电阻丝,与细金属丝始终保持良好接触,无风时细金属丝与电阻在C点接触,此时电路中电流为I0,有风时金属丝将偏转一角度,角θ与风力大小有关。已知风力方向水平向左,OC=h,CD=L,球质量为m,电阻丝单位长度的阻值为k,电源内阻和金属丝电阻均不计,金属丝偏转θ角时,电流表的示数为I′,此时风力大小为F,试写出:?

6-3-13

(1)风力大小F与θ的关系式;?

(2)风力大小F与电流表示数I′的关系式。

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如图6-3-13所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:

6-3-13

(1)粒子的速度v;

(2)速度选择器的电压U2

(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.

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科目:高中物理 来源: 题型:

光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,圆轨道半径为R,半径OA处于水平方向,OB处于竖直方向,∠BOC=60°,如图6-3-13所示.一个小物块质量为m,从A处由静止开始滑下,沿圆弧轨道运动,从C点飞出.求:

图6-3-13

(1)小物块通过B点时的速度大小.

(2)小物块经过B点时对轨道的压力的大小和方向.

(3)小物块从C点飞出时的速度大小和方向.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,设物在抛出点的重力势能为零,那么如图6-3-13所示,表示物体的动能随高度h变化的图像①、物体的重力势能随速度v变化的图像②、物体的机械能E随高度h变化的图像③、物体的动能随速度v的变化图像④,可能正确的是(    )

A.①②③        B.①②③④         C.②③④        D.①③④

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