如圖所示ABCD為邊長為L的單匝正方形金屬線框處在垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖甲所示,E、F為平行正對的兩金屬板,板長和板間距均為L,兩金屬板通過導(dǎo)線分別與金屬線框的端點(diǎn)相連,P為一粒子源,能夠發(fā)射速度為v0比荷為的正離子, 離子從兩板間飛出后進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN為磁場的左邊界,磁場的磁感強(qiáng)度為B0,已知t=0時刻和t=兩時刻恰好有兩個離子從P中以初速度v0沿EF的中央軸線射入兩板間,不計離子受到的重力。
(1)試判斷兩離子能否從兩板間穿出進(jìn)入MN右側(cè)的磁場區(qū)域。
(2)求離子進(jìn)入磁場時的速度與v0的夾角。
(3)如果兩粒子均能從磁場的左邊界MN飛離磁場,求兩離子在磁場中運(yùn)動的時間之比。
(4)為了保證兩離子均再從磁場的左邊界MN飛離,求磁場區(qū)域的最小寬度。

(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律:
  …………………………①

由圖得: ………………②
帶電粒子進(jìn)入電場后做勻加速曲線運(yùn)動,由牛頓第二定律得:
…………………………… ③
偏轉(zhuǎn)位移  ……………………④
由題意設(shè)時可以出電場,此時
即粒子剛好從極板邊界出電場進(jìn)入磁場
(2)此時豎直方向速度           ………………………………… ⑤
帶入數(shù)據(jù)得           …………………………………⑥
進(jìn)入磁場時速度與磁場的夾角為
(或如圖由幾何關(guān)系得:     
(3)兩粒子進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動,軌跡如圖
在磁場中運(yùn)動時間為:   …………………………………………………⑦

(4)由牛頓第二定律得:  …………………………………………⑧
 …………………………………………………⑨
解得
為了保證兩離子均再從磁場的左邊界MN飛離,由幾何關(guān)系的
 …………………………………………………………⑩
得:

解析

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abcd為一豎直放置的正方形導(dǎo)線框,其平面與勻強(qiáng)磁場方向垂直.導(dǎo)線框沿豎直方向從磁場上邊界開始下落,直到ab邊出磁場(已知磁場高度大于導(dǎo)線框邊長),則以下說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?閘北區(qū)二模)如圖所示abcd為一邊長l、具有質(zhì)量的正方形剛性導(dǎo)線框,位于水平面內(nèi),bc邊中串接有電阻R,導(dǎo)線的電阻不計.虛線表示一勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界,它與線框的ab邊平行,磁場區(qū)域的寬度為2l,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下.線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力F作用下沿光滑水平面運(yùn)動,直至通過磁場區(qū)域.已知ab邊剛進(jìn)入磁場時,線框便為勻速運(yùn)動,此時通過R的電流大小為i0,則從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中,流過電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置坐標(biāo)x變化的圖線可能是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示ABCD為邊長為L的單匝正方形金屬線框處在垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖甲所示,E、F為平行正對的兩金屬板,板長和板間距均為L,兩金屬板通過導(dǎo)線分別與金屬線框的端點(diǎn)相連,P為一粒子源,能夠發(fā)射速度為v0比荷為的正離子,離子從兩板間飛出后進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN為磁場的左邊界,磁場的磁感強(qiáng)度為B0,已知t=0時刻和t=兩時刻恰好有兩個離子從P中以初速度v0沿EF的中央軸線射入兩板間,不計離子受到的重力。

(1)試判斷兩離子能否從兩板間穿出進(jìn)入MN右側(cè)的磁場區(qū)域。

(2)求離子進(jìn)入磁場時的速度與v0的夾角。

(3)如果兩粒子均能從磁場的左邊界MN飛離磁場,求兩離子在磁場中運(yùn)動的時間之比。

(4)為了保證兩離子均再從磁場的左邊界MN飛離,求磁場區(qū)域的最小寬度。

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年山東省東營市高三模擬考試(理綜)物理試題 題型:計算題

如圖所示ABCD為邊長為L的單匝正方形金屬線框處在垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖甲所示,E、F為平行正對的兩金屬板,板長和板間距均為L,兩金屬板通過導(dǎo)線分別與金屬線框的端點(diǎn)相連,P為一粒子源,能夠發(fā)射速度為v0比荷為的正離子, 離子從兩板間飛出后進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN為磁場的左邊界,磁場的磁感強(qiáng)度為B0,已知t=0時刻和t=兩時刻恰好有兩個離子從P中以初速度v0沿EF的中央軸線射入兩板間,不計離子受到的重力。

(1)試判斷兩離子能否從兩板間穿出進(jìn)入MN右側(cè)的磁場區(qū)域。

(2)求離子進(jìn)入磁場時的速度與v0的夾角。

(3)如果兩粒子均能從磁場的左邊界MN飛離磁場,求兩離子在磁場中運(yùn)動的時間之比。

(4)為了保證兩離子均再從磁場的左邊界MN飛離,求磁場區(qū)域的最小寬度。

 

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