练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O．O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为V的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为m、电量为+q，不考虑带电粒子的重力．
    （1）磁场区域的半径为多少？
    （2）在匀强磁场区域内加什么方向的匀强电场，可使沿Ox方向射出的粒子不发生偏转，强场为多少？
    （3）若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹，则从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是多长？（已知arctan2=
    7π20
    ）
    分析：（1）由洛仑兹力充当向心力，可求得圆的半径，由题意可知磁场区域的半径；
    （2）要使粒子不发生偏转，应使粒子的电场力与洛仑兹相互平衡，由平衡关系可得出所加电场的强度；
    （3）由几何关系可知粒子在与磁场边界相撞过程中所经过的圆心角，要能返回则应使粒子经过的圆心角之和为2π的整数倍．
    解答：解：（1）由BqV=m
    V2
    R
    得：
    R=
    mV
    Bq
    ，
    由题意得R场=
    1
    2
    R=
    mV
    2Bq
    ；
    （2）加-y方向匀强电场            
    由 BqV=qE，
    得E=BV；
    （3）相邻碰撞点之间的圆弧对应的圆心角α有：tan
    1
    2
    α=
    R
    R场
    =2
    即α=
    7π
    20
    ；
    要使粒子碰撞后返回O点，应有k1α=2πk2（k1、k2为整数）
    易知第一次返回O点：k1=20，k2=7（即碰撞了20次转了7周第一次回到O点）
    故 t=20△t=20
    π-α
    2π
    T=
    6πm
    Bq
    ；
    答：（1）磁场区域的半径为
    mV
    2Bq
    ；（2）电场为BV；（3）从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是
    6πm
    Bq
    ．
    点评：本题为带电粒子在有界磁场中的运动，分析带电粒子在磁场中运动可能的轨迹，关键是注意相应的几何关系，找出半径及圆心角再由洛仑兹力充当向心力要求得结果．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O． O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为m、电荷量为q，不考虑带电粒子的重力．
    （1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；
    （2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；
    （3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变．若从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为
    v2
    ，求该粒子第一次回到O点经历的时间．

    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，圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O． O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为m、电量为q，不考虑带电粒子的重力．
    （1）推导粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径
    （2）求粒子通过磁场空间的最大偏转角
    （3）若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹，则从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是多长？（已知arctan2=
    7π20
    ）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012年2月高考模拟优化重组专题卷（七）物理卷（解析版） 题型：计算题

    (2012年2月天水一中检测)如图所示，圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O。 O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍。已知该带电粒子的质量为m、电量为q，不考虑带电粒子的重力。

    （1）推导粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；

    （2）求粒子通过磁场空间的最大偏转角；

    （3）若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹，则从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是多长？（已知arctan2=）

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011年四川省高二物理学业水平考试模拟物理卷 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：

    1.粒子带何种电荷？

    2.粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大？

    3.加速电场两极间的电压U多大？

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案