分析 根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力公式可明確粒子做圓周運動的半徑,則可確定粒子可能的運動軌跡;再根據(jù)周期公式以及運動過程可明確對應(yīng)的時間關(guān)系.
解答 解:粒子在右側(cè)磁場B2中做勻速圓周運動
由qv0B2=m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{{R}^{2}}$
解得R2=$\frac{mv_{0}}{qB_{2}}$
解得R2=0.02m=2cm;
故粒子經(jīng)過半個圓周恰好到達P點,軌跡如圖甲所示,
粒子在兩磁場中的周期T1=$\frac{2πm}{{B}_{1}q}$=$\frac{2π}{2×2×1{0}^{-6}}$s=$\frac{π}{2}×1{0}^{-6}$s
T2=$\frac{2πm}{{B}_{2}q}$=2T1=π×10-6s
則粒子運動的時間
t1=$\frac{T_{2}}{2}$=$\frac{πm}{qB_{2}}$
解得:t1=$\frac{π}{2}$×10-6 s.
由于B1=2B2,由上面的求解可知粒子從P點射入左邊的磁場后,做半徑R1=$\frac{1}{2}$R2的勻速圓周運動,經(jīng)過兩次周期性運動可再次經(jīng)過P點,軌跡如圖乙所示,則粒子運動的時間t2=T1+T2=$\frac{π}{2}×1{0}^{-6}$+π×10-6=$\frac{3π}{2}$×10-6 s
所以,粒子通過距離O點4cm的磁場邊界上的P點所需的時間為$\frac{π}{2}$×10-6 s或$\frac{3π}{2}$×10-6 s.
答:粒子通過距離O點4cm的磁場邊界上的P點所需的時間為$\frac{π}{2}$×10-6 s或$\frac{3π}{2}$×10-6 s.
點評 本題考查帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律問題,關(guān)鍵在于明確粒子的運動軌跡,首先確定圓心和半徑,再分析粒子可能的運動情況,注意正確應(yīng)用半徑公式和周期公式的正確推導(dǎo)和應(yīng)用.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 繩的拉力大小是30N | |
B. | 繩的拉力大小是20N | |
C. | 在突然撤去F2的瞬間,m1的加速度大小為6m/s2 | |
D. | 在突然撤去F1的瞬間,繩的拉力大小是18N |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)點a的速度逐漸增大 | B. | 質(zhì)點c的加速度逐漸增大 | ||
C. | 質(zhì)點d向下運動 | D. | 質(zhì)點f加速度向上 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 三個粒子都帶正電荷 | B. | c粒子速率最小 | ||
C. | c粒子在磁場中運動時間最短 | D. | 它們做圓周運動的周期Ta=Tb=Tc |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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