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如圖所示,一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)過一段時間后進(jìn)入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的最小的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出磁場區(qū)域),粒子飛出磁場后垂直電場方向進(jìn)入寬為L的勻強(qiáng)電場. 電場強(qiáng)度大小為E,方向豎直向上. 當(dāng)粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼?img width=25 height=23 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/47/85047.gif">倍. 已知帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,重力不計. 粒子進(jìn)入磁場前的速度與水平方向成60°角.

試解答:

(1)粒子帶什么電?

(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動時速度多大?

(3)該最小的圓形磁場區(qū)域的面積為多大?

(1) 帶負(fù)電(2)  (3)


解析:

(1)根據(jù)粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的情況和左手定則可知,粒子帶負(fù)電.    (2分)

(2)由于洛倫茲力對粒子不做功,故粒子以原來的速率進(jìn)入電場中,設(shè)帶電粒子進(jìn)入

電場的初速度為v0,在電場中偏轉(zhuǎn)時做類平拋運(yùn)動,由題意知粒子離開電場時的

末速度大小為,將分解為垂直于電場方向(X方向)和平行于電場方向(y方向)的兩個分速度:由幾何關(guān)系知

                                           ①…………(1分)

                                           ②…………(1分)

                                           ③…………(1分)

                                            ④…………(1分)

F=Eq                                              ⑤…………(1分)

聯(lián)立①②③④⑤求解得:                        ⑥…………(2分)

(3)如圖所示,帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力作為向心力,設(shè)在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R,圓形磁場區(qū)域的半徑為r,則:

                   ⑦…………(2分)

            ⑧…………(3分)

由幾何知識可得:  ⑨…………(1分)

磁場區(qū)域的最小面積為   ⑩…………(1分)

聯(lián)立⑧⑨⑩求解得S=        …………(2分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一帶電粒子在兩個固定的等量正點(diǎn)電荷的電場中運(yùn)動,圖中的實(shí)線為等勢面,虛線ABC為粒子的運(yùn)動軌跡,其中B點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),A、C位于同一等勢面上.下列說法正確的是(  )

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(2005?長寧區(qū)模擬)如圖所示,一帶電粒子以速度v0沿上板邊緣垂直于電場線射入勻強(qiáng)電場,它剛好貼著下板邊緣飛出.已知勻強(qiáng)電場兩極板長為l,間距為d,求:
(1)如果帶電粒子的速度變?yōu)?v0,則離開電場時,沿場強(qiáng)方向偏轉(zhuǎn)的距離y為多少?
(2)如果帶電粒子的速度變?yōu)?v0,板長l不變,當(dāng)它的豎直位移仍為d時,它的水平位移x為多少?(粒子的重力忽略不計)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一帶電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中,在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動軌跡.M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn).不計重力,下列表述正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一帶電粒子垂直射入一自左向右逐漸增強(qiáng)的磁場中,由于周圍氣體的阻尼作用,其運(yùn)動徑跡的為一段圓弧線,則從圖中可以判斷(不計重力)(  )
A、粒子從A點(diǎn)射入,速率逐漸減小B、粒子從A點(diǎn)射入,速率逐漸增大C、粒子帶負(fù)電,從B點(diǎn)射入磁場D、粒子帶正電,從A點(diǎn)射入磁場

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一帶電粒子只受電場力從A飛到B,徑跡如圖中虛線所示,下列說法正確的是(  )
A、粒子帶正電B、粒子加速度不斷變小C、粒子在A點(diǎn)時動能較大D、B點(diǎn)場強(qiáng)小于A點(diǎn)場強(qiáng)

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同步練習(xí)冊答案
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