(18分)如圖所示,相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場;在POy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場;POx區(qū)域為無場區(qū).一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射入兩板間并做勻速直線運動,從H(0,a)點垂直y軸進入第Ⅰ象限.
(1)求離子在平行金屬板間的運動速度;
(2)若離子經(jīng)OP上某點離開磁場,最后垂直x軸離開第Ⅰ象限,求離子在第Ⅰ象限磁場區(qū)域的運動時間;
(3)要使離子一定能打在x軸上,則離子的荷質(zhì)比應(yīng)滿足什么條件?

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)粒子在平行板內(nèi)做勻速直線運動,有,又,
解得離子在平行板內(nèi)的速度為:
(2)如圖為離子在第一象限內(nèi)的運動軌跡圖,由幾何關(guān)系可得,軌跡半徑為
軌跡對應(yīng)的圓心角為 ;運動的周期為:
運動時間為:

(3)要使粒子一定能打到x軸上,離子在磁場中運動的最小半徑為r2,由幾何關(guān)系
解得:;
 可得:,


考點:帶電粒子在復(fù)合場中的運動;帶電粒子在勻強磁場中的運動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,用絕緣細線懸掛一個導(dǎo)線框,導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd(ab、cd在同一條水平直線上)連接而成的閉合回路,導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流,處于靜止狀態(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P.當P中通以方向向外的電流時

A.導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動
B.導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動
C.從上往下看,導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動
D.從上往下看,導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如右圖所示,沒有磁場時,顯像管內(nèi)電子束打在熒光屏正中的O點,加磁場后電子束打在熒光屏O點上方的P點,則所加磁場的方向可能是(  )

A.垂直于紙面向內(nèi)    B.垂直于紙面向外
C.平行于紙面向上D.平行于紙面向下

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示是測磁感應(yīng)強度的一種裝置。把一個很小的測量線圈放在待測處,將線圈跟沖擊電流計G串聯(lián)(沖擊電流計是一種測量電量的儀器)。當用反向開關(guān)S使螺線管里的電流反向時,測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而有電流流過G。已知測量小線圈有2000圈,它的直徑為2.5cm,整個串聯(lián)回路的電阻是10OOΩ,在S反向時測得△Q=2.5×10-7C。在電流反向過程中,穿過小線圈的磁通量的變化量為_________ Wb,被測處的磁感應(yīng)強度為_______ T。

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距為d,導(dǎo)軌一端與電源相連,垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向如圖所示.長為L的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌成600角,此時,通過金屬棒的電流為I,則金屬棒所受的安培力大小為______.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(19)許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡.在如圖所示的真空環(huán)境中,有一半徑r=0.05m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場,其右側(cè)相距d=0.05m處有一足夠大的豎直屏.從S處不斷有比荷=1×108C/kg的帶正電粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,經(jīng)過磁場區(qū)域后打在屏上.不計粒子重力.求:
 
(1)粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑;
(2)繞通過P點(P點為SQ與磁場邊界圓的交點)垂直紙面的軸,將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢移動90°的過程中,粒子在屏上能打到的范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示豎直平面內(nèi),存在范圍足夠大的勻強磁場和勻強電場中,磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向外,電場強度大小為E,電場方向豎直向下,另有一個質(zhì)量為m帶電量為q(q>0)的小球,設(shè)B、E、q、m、θ和g(考慮重力)為已知量。

(1)若小球射入此復(fù)合場恰做勻速直線運動,求速度v1大小和方向。
(2)若直角坐標系第一象限固定放置一個光滑的絕緣斜面,其傾角為θ,設(shè)斜面足夠長,從斜面的最高點A由靜止釋放小球,求小球滑離斜面時的速度v大小以及在斜面上運動的時間
(3)在(2)基礎(chǔ)上,重新調(diào)整小球釋放位置,使小球到達斜面底端O恰好對斜面的壓力為零,小球離開斜面后的運動是比較復(fù)雜的擺線運動,可以看作一個勻速直線運動和一個勻速圓周運動的疊加,求小球離開斜面后運動過程中速度的最大值及所在位置的坐標。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(22分)如圖所示,豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域,連長為L,MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。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點沿NM方向射入該磁場區(qū)域(可認為能發(fā)生偏轉(zhuǎn))。過O點作與MN邊平行的直線作為X坐標軸,且O點為X坐標軸的原點。不計粒子的重力及粒子間的相互作用力,試求:

(1)射到X坐標軸上的O點的粒子速度大。
(2)垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標軸的交點位置;
(3)粒子在磁場中運動的時間和速度的關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖甲所示,圓形導(dǎo)線框中磁場B1的大小隨時間周期性變化,使平行金屬板M、N間獲得如圖乙的周期性變化的電壓。M、N中心的小孔P、Q的連線與金屬板垂直,N板右側(cè)勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B2)的區(qū)域足夠大。絕緣檔板C垂直N板放置,距小孔Q點的距離為h,F(xiàn)使置于P處的粒子源持續(xù)不斷地沿PQ方向釋放出質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子(其重力、初速度、相互間作用力忽略不計)。

(1)在0~時間內(nèi),B1大小按的規(guī)律增大,此時M板電勢比N板高,請判斷此時B1的方向。試求,圓形導(dǎo)線框的面積S多大才能使M、N間電壓大小為U?
(2)若其中某一帶電粒子從Q孔射入磁場B2后打到C板上,測得其落點距N板距離為2h,則該粒子從Q孔射入磁場B2時的速度多大?
(3)若M、N兩板間距d滿足以下關(guān)系式:,則在什么時刻由P處釋放的粒子恰能到達Q孔但不會從Q孔射入磁場?結(jié)果用周期T的函數(shù)表示。

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