(12分)如圖所示,在x軸上方有垂直于x0y平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E,一質(zhì)量為m,電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向射出,射出之后,第三次到達(dá)x軸時,它與點(diǎn)O的距離為L,不計粒子所受重力。求:

(1)此粒子射出的速度v;

(2)運(yùn)動的總路程X。

 

【答案】

(1)。2)

【解析】

試題分析:解答本題的關(guān)鍵在于明確圓心和半徑,根據(jù)題意找出合理的運(yùn)動過程.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動,轉(zhuǎn)動半周后到達(dá)電場先減速再反向加速,以大小不變的速度反向進(jìn)入磁場,再次偏轉(zhuǎn),由題意知粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系:

設(shè)粒子初速度為v,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動由洛侖茲力充當(dāng)向心力,則有:,可得:

粒子的總路程包括電場中的路程和磁場中的路程,設(shè)粒子進(jìn)入電場作減速運(yùn)動的最大位移為,加速度為a,則有:

由運(yùn)動學(xué)規(guī)律得:

由牛頓第二定律得:

則電場中的最大位移:

粒子在磁場中運(yùn)動半個圓的路程:

所以粒子運(yùn)動的總路程: 

考點(diǎn):本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動、牛頓第二定律、向心力、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動.

 

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,在x軸上方有勻強(qiáng)磁場B,一個質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子,以速度v從O點(diǎn)射入磁場,θ角已知,粒子重力不計,粒子在磁場中的運(yùn)動時間為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在x軸上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的均勻磁場,x軸下方有電場為E、方向豎直向下的均勻電場,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的粒子從y軸上某一點(diǎn)由靜止開始釋放,重力忽略不計,為使它能到達(dá)x軸上位置為x=L的一點(diǎn)Q,求:
(1)釋放的粒子帶何種電荷?
(2)釋放點(diǎn)的位置?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計).則下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場,粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角,若粒子從x軸上的P點(diǎn)射出磁場,已知p點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為a,則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)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,在x軸上方(y≥0)存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度為B.在原點(diǎn)O有一離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為m、電量為q的正離子,速率都為υ,對那些在xOy平面內(nèi)運(yùn)動的離子,在磁場中到達(dá)的最大x坐標(biāo)和最大y坐標(biāo)各是多少?

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