[题目]人类研究磁场的目的之一是为了通过磁场控制带电粒子的运动.如图所示.是通过磁场控制带电粒子运动的一种模型.在0≤x＜d和d＜x≤2d的区域内.分别存在磁感应强度均为B的匀强磁场.方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外.在坐标原点有一粒子源.连续不断地沿x轴正方向释放出质量为m.带电量为q(q>0)的粒子.其速率有两种.分别为v1� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】人类研究磁场的目的之一是为了通过磁场控制带电粒子的运动。如图所示，是通过磁场控制带电粒子运动的一种模型。在0≤x＜d和d＜x≤2d的区域内，分别存在磁感应强度均为B的匀强磁场，方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外。在坐标原点有一粒子源，连续不断地沿x轴正方向释放出质量为m，带电量为q(q>0)的粒子，其速率有两种，分别为v1＝，v2＝。(不考虑粒子的重力、粒子之间的相互作用)试计算下列问题：

(1)求两种速率的粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的半径大小R1和R2；

(2)求两种速率的粒子从x＝2d的边界射出时，两出射点的距离Δy的大小；

(3)在x＞2d的区域添加一匀强磁场B1，使得从x＝2d边界射出的两束粒子最终汇聚成一束，并平行y轴正方向运动。在图中用实线画出粒子的大致运动轨迹(无需通过计算说明)，用虚线画出所添加磁场的边界线。

【答案】（1）R1＝d R2＝2d（2）d

（3）如图；

【解析】试题分析：利用洛伦兹力提供向心力结合两粒子速率，联立即可求出两种速率的粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的半径大小R1和R2；画出粒子运动轨迹的示意图，利用几何关系即可求出两种速率的粒子从x=2d的边界射出时，两出射点的距离△y的大小；在x＞2d的区域添加一匀强磁场B1，使得从x=2d边界射出的两束粒子最终汇聚成一束，并平行y轴正方向运动，可知两粒子在磁场中均转过90°的圆心角，定性利用几何关系和左手定则即可画出可能的粒子轨迹和磁场区域的边界，以及磁场的方向。

（1）粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动有：，解得：

又因为粒子速率有两种，v1＝，v2＝

所以： R2＝2d

(2)如图为某一速率的粒子运动的轨迹示意图：

辅助线如图所示。由几何关系知道，速率为v1的粒子射出x＝2d边界时的坐标为

速率为v2的粒子射出x＝2d边界时的坐标为

所以

（3）两个粒子轨迹如图中实线所示，磁场边界如图中虚线所示，可以使得从x=2d边界射出的两束粒子最终汇聚成一束，并平行y轴正方向运动。

练习册系列答案

68所名校图书小升初高分夺冠真卷系列答案

伴你成长周周练月月测系列答案

小升初金卷导练系列答案

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！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】根据牛顿力学经典理论，只要物体的初始条件和受力情况确定，就可以预知物体此后的运动情况。

（1）如图甲所示，空间存在水平方向的匀强磁场（垂直纸面向里），磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过M点时速度的大小为v，方向水平向左。不计粒子所受重力。求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。

图甲图乙

（2）如图乙所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平的匀强磁场（垂直纸面向里），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在场中运动，不计粒子所受重力。

a．若该带电粒子在场中做水平向右的匀速直线运动，求该粒子速度的大小；

b．若该粒子在M点由静止释放，其运动将比较复杂。为了研究该粒子的运动，可以应用运动的合成与分解的方法，将它为0的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子沿电场方向运动的最大距离ym和运动过程中的最大速率vm。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架，bc段接有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，ef是一条不计电阻的金属杆，杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑(不计空气阻力)，下滑时ef始终处于水平位置，整个装置处于方向垂直框面向里的匀强磁场中，ef从静止下滑，经过一段时间后闭合开关S，则在闭合开关S后

A. ef的加速度大小不可能大于g

B. 无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时速度都相同

C. 无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时电流的功率都相同

D. ef匀速下滑时，减少的机械能小于电路消耗的电能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环套在固定竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点，将O点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角增大，在此过程中圆环B始终处于静止状态。下列说法正确的是（）

A. 水平力F逐渐增大

B. 绳对圆环B的弹力不变

C. 杆对圆环B的摩擦力变大

D. 杆对圆环B的弹力不变

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（）

A. 卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率。

B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度。

D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2018年，北斗卫星迎来高密度发射之年，预计发射18颗卫星。目前，启用的是北斗第三代卫星——北斗三号，计划部署35颗，已经发射部署7颗，计划明年再部署18颗，由此可以达到覆盖整个亚太欧地区，到2020年全部部署完成，届时可以像GPS一样覆盖全球。其35颗卫星包含5颗静止轨道同步卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。关于该卫星系统下列说法正确的是（）

A. 静止轨道同步卫星的周期大于中轨道卫星的周期

B. 上述三种卫星的运行速度可能大于7.9km/s

C. 中轨道卫星绕地球一圈时间大于24小时

D. 中轨道卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图1所示，可用该装置探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系。

（1）关于实验操作，下列说法正确的是_________。

A.当用1根橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功是W，用2根、3根......橡皮筋串联在一起进行第2次、第3次......实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W......

B.根据纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算

C.判断阻力被平衡的方法是，轻推拖着纸带的小车，小车可以匀速下滑

D.进行平衡摩擦力时，将长木板左端垫高，此时小车不需要连接穿过打点计时器的纸带

（2）如图2所示，是学生通过两根橡皮筋打出的一条纸带，纸带上标出了相邻点迹之间的距离，根据纸带可计算小车获得的最大速度为______m/s。（结果保留三位有效数字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，虚线左、右两侧存在等大反向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B0，虚线左侧磁场方向垂直纸面向外，虚线右侧磁场方向垂直纸面向里，电阻为R的单匝金属线框ABCD可绕与虚线重合的轴OO'转动，其中边长OD=2AO=2AB=2L，若在外力F作用下，令线框从图示位置开始以角速度ω匀速转动，在线框转动过程中，下列说法正确的是