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(10分)如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向沿半径进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。
0.058T


试题分析:画进、出磁场速度的垂线得交点O′,O′点即为粒子作圆周运动的圆心,据此作出运动轨迹AB,如图10-13所示。此圆半径记为r。
 
 
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动


(结果2分,每个式子2分)
点评:本题学生应画出粒子偏转的示意图,画出粒子偏转的圆心和半径,据图找出偏转半径和已知量的关系,求出偏转半径,再由半径公式求相应的物理量。
练习册系列答案
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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

(16分)如图所示,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计。

⑴若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
⑵若粒子对准圆心射入,且速率为,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
⑶若粒子以速度从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动的时间t
(2)圆形磁场区域的半径r.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图3所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度  为B的
匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,
粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子
穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所
带电荷的正负是      (  )        
A.,正电荷B.,正电荷
C.,负电荷 D.,负电荷

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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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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,为一圆形区域的匀强磁场,在O点处有一放射源,沿半径方向射出速率为的不同带电粒子,其中带电粒子1从A点飞出磁场,带电粒子2从B点飞出磁场,不考虑带电粒子的重力.则(     )
A.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为3∶1
B.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为∶1
C.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2∶1
D.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为1∶2

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(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离

子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,
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