(22分)如圖所示,豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域,連長(zhǎng)為L(zhǎng),MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在同一豎直面內(nèi)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小不同的帶正電粒子從N點(diǎn)沿NM方向射入該磁場(chǎng)區(qū)域(可認(rèn)為能發(fā)生偏轉(zhuǎn))。過(guò)O點(diǎn)作與MN邊平行的直線作為X坐標(biāo)軸,且O點(diǎn)為X坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力,試求:

(1)射到X坐標(biāo)軸上的O點(diǎn)的粒子速度大。
(2)垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標(biāo)軸的交點(diǎn)位置;
(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和速度的關(guān)系。
(1)  (2)  (3)

試題分析:(1)粒子的行進(jìn)路線如圖中的軌跡NO,

根據(jù)幾何知識(shí)有:

得到射到X坐標(biāo)軸上O點(diǎn)的粒子速度大。

(2)粒子的行進(jìn)路線如圖中的軌跡2,
根據(jù)幾何知識(shí)有:
另有


(3)從ON邊射出的粒子根據(jù)幾何知識(shí)有:
在磁場(chǎng)中圓弧軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角都是
所以這些粒子在磁場(chǎng)中的時(shí)間與速度無(wú)關(guān),等于

從OM邊射出的粒子行進(jìn)路線可用圖中軌跡3代表,根據(jù)幾何知識(shí)有:

其中角的范圍是
可得:
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和安培力F之間的方向關(guān)系錯(cuò)誤的是(  )
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,已知磁場(chǎng)與電流的方向,圖中又畫出了通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向,那么正確的是( 。
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,在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有甲、乙兩帶電小球,將它們用絕緣長(zhǎng)線相連,帶電小球間庫(kù)侖力空氣阻力均不計(jì),在同一水平面上將線拉直后同時(shí)釋放,兩球都沿豎直方向運(yùn)動(dòng),則
A.磁場(chǎng)方向一定與兩球連線垂直B.兩球的帶電量一定相等
C.兩球一定帶異種電荷D.兩球質(zhì)量一定相等

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子做圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過(guò)加速器加速后,質(zhì)量均為m的正、負(fù)電子被分別引入該管道時(shí),具有相等的速率v,他們沿著管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)。在管道控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵,即圖甲中的A1、A2、A3…An共有n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上,每組電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),并且方向豎直向下,磁場(chǎng)區(qū)域的直徑為d(如圖乙),改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。經(jīng)過(guò)精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖甲中虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)過(guò)每個(gè)電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都是電磁場(chǎng)區(qū)域的同一直徑的兩端,如圖乙所示。若電子的重力可不計(jì),則下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(    )
A.負(fù)電子在管道內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)
B.電子經(jīng)過(guò)每個(gè)電磁鐵,偏轉(zhuǎn)的角度是
C.碰撞點(diǎn)為過(guò)入射點(diǎn)所對(duì)直徑的另一端
D.電子在電磁鐵內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的橫截面的半徑為R,磁場(chǎng)方向垂直于橫截面.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng),離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60°.不計(jì)重力,該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

某單色光照射到一逸出功為W的光電材料表面,所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r,設(shè)電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,普朗克常量為h,則該光波的頻率為(   ) 
A.B.C.-D.+

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來(lái),如圖所示,地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,使它們不能到達(dá)地面,這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義.假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái),在地磁場(chǎng)的作用下,它將(    )
A.向東偏轉(zhuǎn)B.向南偏轉(zhuǎn)
C.向西偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一圓柱形磁鐵豎直放置,如圖所示,在它的下方有一帶正電小球置于光滑絕緣水平面上,小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是
A.小球所受的合力可能不指向圓心
B.小球所受的洛侖茲力指向圓心
C.俯視觀察,小球的運(yùn)動(dòng)方向一定是順時(shí)針
D.俯視觀察,小球的運(yùn)動(dòng)方向一定是逆時(shí)針

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