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如圖所示,為某一裝置的俯視圖,PQ、MN為豎直放置的很長的平行金屬薄板,兩板間有勻強磁場,它的磁感應強度大小為B,方向豎直向下,金屬棒AB擱置在兩板上緣,并與兩板垂直良好接觸,現有質量為m、帶電量大小為q,其重力不計的粒子,以初速度v0水平射入兩板間.問:
(1)金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒子做勻速運動?
(2)若金屬棒運動突然停止,帶電粒子在磁場中繼續運動,從這刻開始位移第一次達到mv0/(qB)時的時間間隔是多少?(磁場足夠大)
分析:(1)這又出現了帶電粒子在復合場中運動時的平衡,這類題復合場中比較常見.掌握公式F=F,帶入有關表達式即可得到答案.
(2)明確金屬棒停止后帶電粒子的運動情況:金屬棒停止后兩板間的電場消失,只存在磁場,帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動.由洛倫茲力充當向心力可以求的軌道半徑,依據半徑可以求出位移大小
3
mv0/qB所對應的圓心角,進而可以求得時間.
解答:解:(1)不妨設粒子帶正電,則f垂直指向MN板,F垂直指向PQ板,故棒AB應向左運動.
由于qE=qv0B
Blv=E?l
所以有:v=v0
(2)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,有:
qv0B=m
v
2
0
r
 
即:r=
mv0
qB

當粒子位移大小第一次達到
mv0
qB
時,可知此時粒子轉過的圓心角θ=60°
則其運動時間為:t=
T
6

T=
2πm
qB

得:t=
πm
3qB

答:(1)金屬棒AB應向左運動、速度大小為v0可以使帶電粒子做勻速運動.
(2)若金屬棒運動突然停止,帶電粒子在磁場中繼續運動,從這刻開始位移第一次達到
mv0
qB
時的時間間隔是
πm
qB
點評:第一問還好說比較簡單,第二問的關鍵是正確分析粒子的運動軌跡.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,為某一裝置的俯視圖,PQ、MN為豎直放置的很長的平行金屬薄板,兩板間有勻強磁場,它的磁感應強度大小為B,方向豎直向下,金屬棒AB擱置在兩板上緣,并與兩板垂直良好接觸,現有質量為m、帶電量大小為q,其重力不計的粒子,以初速度v0水平射入兩板間.問:
(1)金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒子做勻速運動?
(2)若金屬棒運動突然停止,帶電粒子在磁場中繼續運動,從這時刻開始位移第一次達到
mv0qB
時的時間間隔是多少?(磁場足夠大)

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(1)金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒子做勻速運動?

 (2)若金屬棒運動突然停止,帶電粒子在磁場中繼續運動,從這刻開始位移第一次達到mv0/(qB)時的時間間隔是多少?(磁場足夠大)

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1.金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒

子做勻速運動?

2.若金屬棒運動停止,帶電粒子在磁場中繼續運動時,位移第一次到達時的時間間隔是多少?

 

 

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科目:高中物理 來源:2013屆度高二上學期期末考試物理卷 題型:計算題

如圖所示,為某一裝置的俯視圖,PQ、MN為豎直放置的很長的平行金屬薄板,兩板間有勻強磁場,它的磁感應強度大小為B,方向豎直向下,金屬棒AB擱置在兩板上緣,并與兩板垂直,現有質量為m、帶電量大小為q,其重力不計的粒子,以初速度v0水平射入兩板問.問:

1.金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒

子做勻速運動?

2.若金屬棒運動停止,帶電粒子在磁場中繼續運動時,位移第一次到達時的時間間隔是多少?

 

 

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