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一个负离子,质量为m,电荷量大小为q,以速率v垂直于屏MN经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中,如图所示,磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于纸面向里.

小题1:求离子进入磁场后到达屏MN上时的位置与O点的距离.
小题2:如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,试证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ(弧度)跟t的关系是

小题1:
小题2:-
分析:由左手定则判出负离子向下做圆周运动,由几何关系画出圆心找到半径,洛伦兹力提供向心力,求出半径,再由几何关系求入射点出射点间的距离;由几何关系可得,弦切角为圆心角的一半,粒子运动时间t=T,即可证明.
解答:(1)由洛伦兹力提供向心力得:qvB=m,得:r=
入射速度垂直于屏MN射入,由作图几何关系可得出射速度也垂直于屏MN射出,故到达屏MN上时的位置与O点的距离为:2r=
(2)由几何关系可得,弦切角为圆心角的一半,轨迹所对圆心角为2θ,做圆周运动的周期为:T==
在磁场中运动的时间为:t=?
整理得:θ=
答:(1)离子进入磁场后到达屏MN上时的位置与O点的距离为
(2)离子进入磁场后经过时间t到达位置P,证得:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ(弧度)跟t的关系为θ=
点评:考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,会作图确定圆心、半径等几何关系.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两个带电粒子以同一速度,并从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示(完成两个半圆运动).粒子的轨迹半径为,粒子的轨迹半径为,且分别是它们的带电量,则 (      )
A.带负电、带正电,荷质比之比为
B.带负电、带正电,荷质比之比为
C.带正电、带负电,荷质比之比为
D.带正电、带负电,荷质比之比为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m,带+q电量的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑至竖直向下的匀强电场区时,滑块的运动状态为(   )
A.继续匀速下滑
B.将加速下滑
C.将减速下滑
D.上述三种情况都有可能发生

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

带电量为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是(  )
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向且大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变
C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用
D.带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感强度越小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示的平行板器件中.电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同。利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。

若正离子(不计重力)以水平速度射入速度选择器,则
A正离子从P孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B正离子从Q孔射入后,能沿着图示虚线路径通过速度选择器[
C仅改变离子的电性,负离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D仅改变离子的电量,正离子从P孔射入后,不能沿图示虚线路径通过速度选择器

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中:
A.运动时间相同
B.运动轨道半径相同
C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同
D.重新回到x轴时距O点的距离相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,圆形区域的半径为R,内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B,磁场下面有竖直方向的匀强电场。一质量为m、电量为 q的粒子(重力不计),粒子由静止开始从A运动到B,速度方向偏转了600。问:

小题1:粒子带何种电荷?
小题2:粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大?
小题3:加速电场两极间的电压U多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

.如图所示,一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周

期为T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示.现
加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则
(  )
A.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T0
B.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T0
C.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T0
D.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向里,一个带电油滴能沿一条与竖直方向成a角的直线MN运动 (MN在垂直于磁场方向的平面内),如图所示.则以下判断中正确的是      (    )
A.如果油滴带正电,它是从M点运动到N
B.如果油滴带正电,它是从N点运动到M
C.如果电场方向水平向左,油滴是从M点运动到N
D.如果电场方向水平向右,油滴是从M点运动的N

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