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 (12分)一带电粒子在xOy平面内运动,其轨迹如图所示,它从O点出发,以恒定的速率v沿y轴正方向射出,经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆,下方都是半径为r的半圆,不计重力的影响.

(1)如果此粒子带正电,且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的,试判断磁场的方向,并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比.

(2)求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小.

 

【答案】

 解:(1)z轴正方向. 设带电粒子的电荷量为q,质量为m,在y>0区域的磁场的磁感应强度为B1,y<0区域的磁场的磁感应强度为B2,粒子受洛仑兹力作用而做匀速圆周运动

       则有  

       粒子在y>0区域

       联立解得    

(2)粒子在磁场中均速圆周运动的周期      

       在y>0区域的周期,在y<0区域的周期

       粒子在一个周期内沿x轴移动的距离x=2(Rr)

       粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度

      

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子.在放射源右侧有一很薄的挡板,垂直于x轴放置,挡板与xoy平面交线的两端M、N正好与原点O构成等边三角形,O′为挡板与x轴的交点.在整个空间中,有垂直于xoy平面向外的匀强磁场(图中未画出),带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动.已知带电粒子的质量为m,带电荷量大小为q,速度大小为υ,MN的长度为L.(不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用)
(1)确定带电粒子的电性;
(2)要使带电粒子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值;
(3)要使MN的右侧都有粒子打到,求磁感应强度的最大值.(计算过程中,要求画出各临界状态的轨迹图)

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一匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁场分布在以O为圆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,如图所示.不计重力的影响.粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?福建模拟)如图所示,在坐标系xoy平面的x>0区域内,有电场强度E=2×105N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20T,方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场.在y轴上有一足够长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19C的带正电粒子,其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动.若撤去电场,并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)荧光屏上闪光点的范围;
(3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间.

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科目:高中物理 来源:2011届江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查(三)物理试卷 题型:单选题

一匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁场分布在以O为圆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,如图所示。不计重力的影响。粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的   (   )

A.只有箭头a、b是可能的
B.只有箭头b、c是可能的
C.只有箭头c是可能的
D.箭头a、b、c、d都是可能的

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科目:高中物理 来源:2014届江西省高二第四次月考物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,在直角坐标系的原点O 处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右侧有一很薄的挡板,垂直于x 轴放置,挡板与xoy 平面交线的两端M、N 正好与原点O 构成等边三角形,O′ 为挡板与x 轴的交点。在整个空间中,有垂直于xoy 平面向外的匀强磁场(图中未画出),带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子的质量为m,带电荷量大小为q,速度大小为υ,MN 的长度为L。(不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用)

(1)确定带电粒子的电性;

(2)要使带电粒子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值;

(3)要使MN 的右侧都有粒子打到,求磁感应强度的最大值。(计算过程中,要求画出各临界状态的轨迹图)

 

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