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如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面指向纸面外,磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为θ若粒子射出磁场的位置与O点距离为L,求:
(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径,
(2)带电粒子在磁场中的运动时间t,
(3)该带电粒子的比荷q/m.
分析:带正电粒子射入磁场后,由于受到洛仑兹力的作用,粒子将沿图示的轨迹运动,从A点射出磁场,O、A间的距离为L.射出时速度的大小仍不变,射出方向与轴的夹角仍为θ.
解答:解:(1)粒子运动的轨迹如图:则圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得Rsinθ=
L
2

解得:R=
L
2sinθ

(2)由v0t=(2π-2θ)R
得:t=
(π-θ)L
v0sinθ

(3)洛伦兹力提供向心力:qv0B=
m
v
2
0
R

解得R=
mv0
qB

联立 ①、②两式,解得
q
m
=
2v0sinθ
BL

答:(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径R=
L
2sinθ
;(2)带电粒子在磁场中的运动时间t=
(π-θ)L
v0sinθ

(3)该带电粒子的比荷
q
m
=
2v0sinθ
BL
点评:利用圆的特性构建几何关系,并运用由洛伦兹力提供向心力的物理规律列出方程,从而联立求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在y>0的空间中存在着沿y轴正方的匀强电场;在y<0的空间中存在垂直xoy平面向里的匀强磁场.一个带负电的粒子(质量为m,电荷量为q,不计重力),从y轴上的P(0,b)点以平行于x轴的初速度υ0射入电场,经过x轴上的N(2b,0)点.求:
(1)粒子经过N点时的速度大小和方向.
(2)已知粒子进入磁场后恰好通过坐标原点,则粒子在磁场中运动的时间为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ.求:
(1)该粒子射出磁场的位置;
(2)该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?西城区一模)如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场.一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动.当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点;当电子第三次穿越x轴时,恰好到达D点.C、D两点均未在图中标出.已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d.不计电子的重力.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)电子从A运动到D经历的时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ.求:该粒子射出磁场的位置(粒子所受重力不计)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外,磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xoy平面内,与x轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l,求该粒子的电量和质量之比q/m及带点粒子在磁场中的运动时间.

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