一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力),從圖中原點(diǎn)O處以初速v0射入一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知v0方向?yàn)?y方向,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外(即+z方向),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,它的邊界為半徑是r的圓形,O點(diǎn)恰在它的圓周上．粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知它做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑比圓形磁場(chǎng)的半徑r大．

(1)改變這個(gè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的圓心的位置,可改變粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度．求粒子在磁場(chǎng)中的最大偏轉(zhuǎn)角度(用反三角函數(shù)表示)．
(2)當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度最大時(shí),它從磁場(chǎng)中射出后沿直線前進(jìn)一定能打到x軸上，求滿足此條件的r的取值范圍．
 
（1）最大偏轉(zhuǎn)角度為π-2arccos(rBq/mv0)．        （2）


(1)粒子在磁場(chǎng)中作圓運(yùn)動(dòng)，如圖所示，圓心O1在x軸上，半徑為R(OO1=R)．設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心在圖中O2處時(shí)，它在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角度最大，此時(shí)射出點(diǎn)恰為直徑OO2的另一端．由幾何關(guān)系可看出，最大偏轉(zhuǎn)角度為π-2arccos(rBq/mv0)．
(2)當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度最大時(shí),它從磁場(chǎng)中射出后沿直線前進(jìn)一定能打到x軸上，則偏轉(zhuǎn)角度要大于π/2，則可解出粒子能打到x軸上的條件為．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）下圖為湯姆生在1897年測(cè)量陰極射線（電子）的荷質(zhì)比時(shí)所用實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。K為陰極，A1和A2為連接在一起的中心空透的陽極，電子從陰檢發(fā)出后被電場(chǎng)加速，只有運(yùn)動(dòng)方向與A1和A2的狹縫方向相同的電子才能通過，電子被加速后沿方向垂直進(jìn)入方向互相垂直的電場(chǎng)、磁場(chǎng)的疊加區(qū)域。磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電場(chǎng)極板水平放置，電子在電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。已知圓形磁場(chǎng)的半徑為R，圓心為C。

某校物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用該裝置，進(jìn)行了以下探究測(cè)量：
首先他們調(diào)節(jié)兩種場(chǎng)強(qiáng)的大�。寒�(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，使得電子恰好能夠在復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng)；然后撤去電場(chǎng)，保持磁場(chǎng)和電子的速度不變，使電子只在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打要熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P，通過推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α（即：之間的夾角）。若可以忽略電子在陰極K處的初速度，則：
（1）電子在復(fù)合場(chǎng)中沿直線向右飛行的速度為多大？
（2）電子的比荷為多大？
（3）利用上述已知條件，你還能再求出一個(gè)其它的量嗎？若能，請(qǐng)指出這個(gè)量的名稱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，已知正方形abcd邊長(zhǎng)為，e是cd邊的中點(diǎn)，abcd所圍區(qū)域內(nèi)是一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子從靜止開始經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，最后恰好從e點(diǎn)射出。不計(jì)帶電粒子的重力。求：
(1)帶電粒子的電量與質(zhì)量的比值q/m；
(2)帶電粒子從a點(diǎn)到e點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
（已知ｓｉｎ５３ｏ＝０．８　ｃｏｓ５３ｏ＝０．６�。簦幔睿玻叮�ｏ＝）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出).求P、Q之間的距離L.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如下圖所示，半徑為R＝10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟Y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感強(qiáng)度B＝0.322T，方向垂直紙面向里，在O處有一放射源S，可沿紙面向各個(gè)方向射出速率為V＝3.2×的α粒子．已知α粒子質(zhì)量m＝6.4×，電量q＝3.2×．


(1)畫出α粒子通過磁場(chǎng)空間做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心點(diǎn)的軌跡．
(2)求出α粒子通過空間的最大偏轉(zhuǎn)角．
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度v0與加速電壓U的關(guān)系。
（2）能使粒子打到平板MN的加速電壓U最小值是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


(1)為了能滿足上述要求，內(nèi)、外筒間電壓的可能值應(yīng)是多少？
(2)討論上述電壓取最小值時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始釋放，經(jīng)M、N板間的電場(chǎng)加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng)，如圖所示．已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)．求：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy 中，在y＞0 的區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B在y＜0 的區(qū)域內(nèi)存在另一未知的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知P點(diǎn)的坐標(biāo)(-d，0)，Q點(diǎn)的坐標(biāo)(0，-d)，在原點(diǎn)O和Q處分別固定一個(gè)垂直于y軸的較小的彈性擋板，當(dāng)粒子與擋板碰撞后在平行于擋板的方向上速度不變，在垂直于擋板的方向上速度大小不變、方向與原方向相反。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))從P點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入第二象限內(nèi)，在x軸上方運(yùn)動(dòng)半周后進(jìn)入x軸下方，若粒子又能返回P點(diǎn)，試求：

小題1:y＜0 區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。
小題2:若不計(jì)粒子與擋板的碰撞時(shí)間，粒子從P 點(diǎn)出發(fā)至返回P 點(diǎn)的時(shí)間。

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