精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
一匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为v,方向沿x轴正方向,后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为30°,P到O的距离为l,如图2所示.不计重力的影响,求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上的磁场区域的半径R.

图2

解析:粒子在磁场中受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,设其半径为r,则由洛伦兹力提供向心力得:                               ①

据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上,由题中给出的粒子过P点时的速度方向与y轴成30°角,判断出P点在磁场区之外.过P点沿速度方向作延长线,它与x轴交于Q点.作圆弧过O点与x轴相切,并且与PQ相切,切点A即粒子离开磁场区的地点,这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如图3所示.

图3

由图中几何关系得:l=3r                             ②

由①②两式求得:

图中OA的长度即圆形磁场区的半径R.由图中几何关系可得:

答案:


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在如图所示的空间区域里,x轴下方有一匀强电场,场强方向跟x轴负方向成60°角,大小为E=
83
×105N/C,x轴上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,有一质子以速度υ=2.0×106m/s由x轴上A点(OA=20cm)从与x轴正方向成30°角射入磁场,恰好从坐标原点O穿过x轴射入电场,已知质子质量m=1.6×10-27kg,求
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)质子经过电场后,再次射入磁场的位置和方向.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正,在磁场中有一细金属圆环,线圈平面位于纸面内,如图所示.现令磁感强度B随时间t变化,先按图2中所示的oa图线变化,后来又按图线bc和cd变化,令ε1,ε2,ε3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小,I1,I2,I3分别表示对应的感应电流,则(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,xOy坐标系中,两平行极板MN垂直于y轴且N板与x轴重合,左端与坐标原点O重合,紧贴N板下表面有一长荧光屏,其右端与N板右端平齐,粒子打到屏上发出荧光.极板长度l=0.08m,板间距离d=0.09m,两板间加上如图乙所示的周期性电压.x轴下方有垂直于xOy平面向外、磁感应强度B=0.2T的匀强磁场.在y轴的(0,d/2)处有一粒子源,沿两极板中线连续向右发射带正电的粒子,已知粒子比荷为
qm
=5×107C/kg、速度v0=8×105m/s.t=0时刻射入板间的粒子恰好经N板右边缘射入磁场.(粒子重力不计)求:
(1)电压U0的大小;
(2)粒子射出极板时,出射点偏离入射方向的最小距离;
(3)荧光屏发光区域的坐标范围.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,平行板电容器板长为L,极板间距为2L,上板带正电,忽略极板外的电场. O、O′是电容器的左右两侧边界上的点,两点连线平行于极板,且到上极板的距离为L/2. 在电容器右侧存在一个等腰直角三角形区域ABC,∠C=90°,底边BC与电容器的下极板共线,B点与下极板右边缘重合,顶点A与上极板等高. 在电容器和三角形区域内宥垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=B、B2=2B.一带正电的粒子以初速度v0从O点沿着00′方向射入电容器,粒子的重力和空气阻力均不计.
(1)若粒子沿 00′做直线运动,进人三角形区域后,恰从顶点 A飞出,求两极板间的电压U和带电粒子的比荷
qm

(2)若撤去电容器中磁场的同时,把三角形区域内的磁场方向变为垂直于纸面向外,但磁感应强度大小不变.此后,同一带电粒子仍以相同的初速度v0 从0点沿着 00′方向射入电容器,求粒子从三角形区域飞出时距离飞出边某一顶点的距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一正方形平面导线框abcd,经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框a1b1c1d1相连,轻绳绕过两等高的轻滑轮,不计绳与滑轮间的摩擦.两线框位于同一竖直平面内,ad边和a1d1边是水平的.两线框之间的空间有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界MN和PQ均与ad边及a1d1边平行,两边界间的距离为h=78.40 cm.磁场方向垂直线框平面向里.已知两线框的边长均为l= 40. 00 cm,线框abcd的质量为m1 = 0. 40 kg,电阻为R1= 0. 80Ω。线框a1 b1 c1d1的质量为m2 = 0. 20 kg,电阻为R2 =0. 40Ω.现让两线框在磁场外某处开始释放,两线框恰好同时以速度v=1.20 m/s匀速地进入磁场区域,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2.

(1)求磁场的磁感应强度大小.

(2)求ad边刚穿出磁场时,线框abcd中电流的大小.

查看答案和解析>>

同步练习册答案