有一等腰直角三角形區(qū)域,直角邊長(zhǎng)為。在該區(qū)域,有一垂直紙面向內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一束質(zhì)量為、電荷量為,速度范圍在之間的帶負(fù)電粒子從中點(diǎn)垂直直角邊射入該磁場(chǎng)區(qū)域,在另一直角邊放置一塊足夠大的熒光屏,如圖所示。重力不計(jì),求

(1)速度至少為多大的帶電粒子,能夠在熒光屏上留下光斑。
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和速度的關(guān)系。
(3)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),熒光屏上亮點(diǎn)的位置和速度的關(guān)系。
(4)熒光屏上光斑的分布區(qū)域。
(1)根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可得

                                                                        
求出
                                                                     1
在熒光屏處,對(duì)應(yīng)的半徑為,粒子速度為
                                                                    2
故小于的帶電粒子不能在熒光屏上留下痕跡。
(2)當(dāng)半徑滿足時(shí),粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間為  
當(dāng)半徑滿足時(shí),由圖可得
,

求出:
                           3
當(dāng)半徑大于時(shí),由圖可知

求出:,
                                                          4
(3)如圖,根據(jù)幾何關(guān)系可知
                                                    5
                                                              6
這是一條拋物線
(4)在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),為了求出熒光屏最遠(yuǎn)處亮點(diǎn)坐標(biāo)。如圖可得

求出相切位置對(duì)應(yīng)的半徑
對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)坐標(biāo)為
                                                   7
對(duì)應(yīng)的速度

在磁場(chǎng)區(qū)域外,最遠(yuǎn)處的坐標(biāo)可以參考圖示求出。
先求出最大速度對(duì)應(yīng)的半徑

圓心坐標(biāo)為
圓方程為
直線方程為
解出圓與直線的交點(diǎn):
                                                         8
過(guò)交點(diǎn)的切線方程為

當(dāng)時(shí)。求出,最遠(yuǎn)處的光斑坐標(biāo)為
                                                               9
所以,光斑分布區(qū)域?yàn)?br />。                  10
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

宇宙中存在著大量的射線,其中有許多都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,如電子、質(zhì)子、氦原子核等。我們生活的地球表面上每時(shí)每刻都會(huì)接受到大量的宇宙射線,但是由于地球磁場(chǎng)的存在,可以使這些宇宙射線中大多數(shù)射線粒子改變其運(yùn)動(dòng)方向而不能到達(dá)地面,這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一束帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(lái),在地球磁場(chǎng)的作用下,它將向什么方向偏轉(zhuǎn)(   )
A.向東B.向南C.向西D.向北

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法正確的是
A.所有電荷在磁場(chǎng)中都要受磁場(chǎng)力的作用
B.所有電荷在電場(chǎng)中都要受電場(chǎng)力的作用
C.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中只有垂直于磁場(chǎng)方向的速度分量不為零,才受到磁場(chǎng)力的作用
D.一切運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中都要受磁場(chǎng)力的作用

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面,在xOy平面上,磁場(chǎng)分布在以O(shè)為圓心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動(dòng),初速度為v,方向沿x軸正方向。后來(lái),粒子經(jīng)過(guò)y軸上的P點(diǎn),如圖所示。不計(jì)重力的影響。粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度方向可能是圖中箭頭表示的   (   )
A.只有箭頭a、b是可能的
B.只有箭頭b、c是可能的
C.只有箭頭c是可能的
D.箭頭a、b、c、d都是可能的

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖6所示,某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一帶電粒子由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是(  )?

圖6
A.微粒一定帶負(fù)電
B.微粒動(dòng)能一定減少?
C.微粒的電勢(shì)能一定增加
D.微粒的機(jī)械能一定增加?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為m=1×10-6kg、電荷量為q=1c的帶電粒子(不計(jì)重力),以初速度
=2×106m/s垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T、寬度為L(zhǎng)=1m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,并從磁場(chǎng)右側(cè)飛出。求:
(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一帶負(fù)電荷的粒子以速度v由坐標(biāo)原點(diǎn)在xOy平面第Ⅳ象限內(nèi)沿與x軸45°方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖所示,已知粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,則粒子通過(guò)x軸、y軸的坐標(biāo)為(   )。
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平桌面處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,桌面上平放著一只內(nèi)壁光滑的玻璃試管,管的底部M處有一帶電小球。在水平拉力F作用下,試管向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球向管口N運(yùn)動(dòng),則(  )
A.小球帶負(fù)電
B.小球帶正電
C.在小球未從管口出去前,拉力F逐漸變大
D.在小球未從管口出去前,拉力F保持不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在著以y軸為理想分界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),左右兩邊磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2,且B1∶B2=4∶3,方向如圖。在原點(diǎn)O處有一靜止的中性粒子,突然分裂成兩個(gè)帶電粒子a和b,已知a帶正電,分裂后獲得沿x軸正方向的速度。若在此后的運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)a粒子第4次經(jīng)過(guò)y軸時(shí),恰與b粒子相遇。則    (   )
A.帶電粒子a和b在B1磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半徑之比為3∶4
B.帶電粒子a和b在B1磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半徑之比為1∶1
C.帶電粒子a和b的質(zhì)量之比為5︰7
D.帶電粒子a和b的質(zhì)量之比為7︰5

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