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如圖所示,在直角坐標系的第II象限和第Ⅳ象限中的直角三角形區域內,分布著磁感應強度均為B=5.0×10—3T的勻強磁場,方向分別垂直紙面向外和向里。質量為m=6.64×10—27kg、電荷量為q=+3.2×10—19C的α粒子(不計α粒子重力),由靜止開始經加速電壓為U=1205V的電場(圖中未畫出)加速后,從坐標點M(—4,)處平行于x軸向右運動,并先后通過兩個勻強磁場區域。

(1)請你求出α粒子在磁場中的運動半徑;

(2)你在圖中畫出α粒子從直線x=—4到直線x=4之間的運動軌跡,并在圖中標明軌跡與直線x=4交點的坐標;

(3)求出α粒子在兩個磁場區域偏轉所用的總時間。

解: (1)粒子在電場中被加速,由動能定理得

               qU=

粒子在磁場中偏轉,則牛頓第二定律得

               qvB=m

聯立解得

      r=

       =

       =

(2)由幾何關系可得,粒子恰好垂直穿過分界線,故正確圖象為

(3)帶電粒子在磁場中的運動周期

          

粒子在兩個磁場中分別偏轉的弧度為,在磁場中的運動總時間

          t=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在直角坐標平面的第I象限內有一勻強磁場區域,磁感應強度為B,直線OA是磁場右側的邊界.在第Ⅱ象限區域,存在電場強度大小為E的水平向左的勻強電場,y軸是電場、磁場區域的分界線曲線,OM滿足方程x=-ky2(k>0).有一帶電荷量為q、質量為m的負粒子(重力不計)在曲線OM上某一點由靜止釋放,穿越y軸進入磁場中.
(1)求帶電粒子穿越y軸時的速度與釋放點縱坐標的關系式;
(2)若粒子從OM上任何位置釋放,要求粒子穿過磁場區域后,都垂直于x軸射出求直線OA與x軸的夾角正切值tanθ(用題中已知物理量的符號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?懷化二模)如圖所示,在直角坐標xOy平面y軸左側(含y軸)有一沿y軸負向的勻強電場,一質量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度ν0沿x軸正向進入電場,從y軸上Q點離開電場時速度變為2ν0,Q點坐標為(0,-d),在y軸右側有一與坐標平面垂直的矩形勻強磁場區域(圖中未畫出,粒子過Q點繼續運動一段距離后才進入磁場區域),磁場磁感應強度大小B=
mv0qd
,粒子能從坐標為(0,d)的M點沿x軸負向再進入電場.不計粒子重力.
(1)求粒子進入磁場時速度方向與y軸負向的夾角θ和電場強度E的大;
(2)繪出粒子P-M運動的軌跡圖,求粒子進入磁場至M點的運動時間;
(3)求矩形勻強磁場區域的最小面積.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在直角坐標xOy平面y軸左側(含y軸)有一沿y軸負向的勻強電場,一質量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進入電場,從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負向夾角θ=30°,Q點坐標為(0,-d),在y軸右側有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區域(圖中未畫出),磁場磁感應強度大小B=
mv0qd
,粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場.不計粒子重力,求:
(1)電場強度大小E;
(2)如果有界勻強磁場區域為半圓形,求磁場區域的最小面積;
(3)粒子從P點運動到O點的總時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在直角坐標xoy的第一象限中分布著指向-y軸方向的勻強電場,在第四象限中分布著垂直紙面向里方向的勻強磁場,一個質量為m、帶電+q的粒子(不計重力)在A點(0,3)以初速V0=120m/s平行x軸射入電場區域,然后從電場區域進入磁場,又從磁場進入電場,并且只通過x軸上的P點(6,0)和Q點(8,0)各一次,已知該粒子的荷質比為q/m=108c/kg.

 (1)畫出帶電粒子在電場和磁場中的運動軌跡.

(2)求磁感強度B的大小.

 

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科目:高中物理 來源:2014屆陜西西安長安區第一中學高三上第二次檢測物理試卷(解析版) 題型:計算題

(20分)如圖所示,在直角坐標xOy平面y軸左側(含y軸)有一沿y軸負向的勻強電場,一質量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度沿x軸正向進入電場,從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負向夾角,Q點坐標為(0,-d),在y軸右側有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區域(圖中未畫出),磁場磁感應強度大小,粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場.不計粒子重力,求:

(1)電場強度大小E;

(2)如果有界勻強磁場區域為半圓形,求磁場區域的最小面積;

(3)粒子從P點運動到O點的總時間.

 

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