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如圖所示,一個質量為m、電荷量為q,不計重力的帶電粒子,從x軸上的P(a,0)點,以速度v沿與x軸正方向成60°角射入第一象限內的勻強磁場中,并恰好垂直于y軸射出第一象限。

(1)判斷粒子的電性;
(2)求:勻強磁場的磁感應強度B的大小和粒子通過第一象限的時間。
(1)負電 (2)  

試題分析:(1)根據題意可知,帶電粒子的運動軌跡如圖所示,經判斷粒子帶負電。(2)粒子射出磁場時速度方向垂直于y軸,粒子做勻速圓周運動的圓心一定在y軸上,根據粒子運動的速度與半徑垂直,可確定圓心O,如圖所示。

由幾何關系知粒子運動的半徑R=a


解得


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖,靜止于A處的離子,經加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器,從P點垂直CN進入矩形區域的有界勻強電場,電場方向水平向左。靜電分析器通道內有均勻輻射分布的電場,已知圓弧虛線的半徑為R,其所在處場強為E、方向如圖所示;離子質量為m、電荷量為q;,離子重力不計。

(1)求加速電場的電壓U;
(2)若離子恰好能打在Q點上,求矩形區域QNCD內勻強電場場強E0的值;
(3)若撤去矩形區域QNCD內的勻強電場,換為垂直紙面向里的勻強磁場,要求離子能最終打在QN上,求磁場磁感應強度B的取值范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

邊長為a的正方形,處于有界磁場如圖所示,一束電子以水平速度射入磁場后,分別從A處和C處射出,則vA:vC=__________;所經歷的時間之比tA:tC=___________

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)在平面直角坐標系的第一象限內存在一有界勻強磁場,該磁場的磁感應強度大小為B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐標原點O處有一正離子放射源,放射出的正離子的比荷都為=1×106C/kg,且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
(1)如圖甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場,∠OAC=30°,AO邊的長度l=0.3m,正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入,要使離子恰好能從AC邊射出,求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
(2)如圖乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場,正離子放射源放射出不同速度的離子,所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,為保證所有離子離開磁場的時候,速度方向都沿y軸正方向,試求磁場的最小面積,并在圖乙中畫出它的形狀。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,速度不同的同種帶電粒子(重力不計)a、b沿半徑AO方向進入一圓形勻強磁場區域,a,b兩粒子的運動軌跡分別為AB和AC,則下列說法中正確的是
A.a、b兩粒子均帶正電
B.a粒子的速度比b粒子的速度大
C.a粒子在磁場中的運動時間比b粒子長
D.兩粒子離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心O

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在某次發射科學實驗衛星“雙星”中,放置了一種磁強計,用于測定地磁場的磁感應強度.磁強計的原理如圖所示,電路中有一段金屬導體,它的橫截面是寬為a、高為b的長方形,放在沿y軸正方向的勻強磁場中,導體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流.已知金屬導體單位體積中的自由電子數為n,電子電荷量為e.金屬導電過程中,自由電子做定向移動可視為勻速運動.測出金屬導體前后兩個側面間的電勢差為U.則下列說法正確的是(        )
A.電流方向沿x軸正方向,正電荷受力方向指向前側面,因此前側面電勢較高
B.電流方向沿x軸正方向,電子受力方向指向前側面,因此前側面電勢較高
C.磁感應強度的大小為B=
D.磁感應強度的大小為B=

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,在POQ區域內分布有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,有一束負離子流沿紙面垂直于磁場邊界OQ方向從A點射入磁場,已知OA=s,∠POQ=450,負離子的質量為m,帶電荷量的絕對值為q,要使負離子不從OP邊射出,負離子進入磁場時的速度最大不能超過       。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的裝置可以將比荷不同的粒子分開,圖中矩形區域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為, A處有一寬度為的狹縫(寬度大小可調節),兩種電性相同的粒子1和粒子2的質量分別是(>),電量的大小均為,都以相同的速度從狹縫各處垂直于GA邊且垂直于磁場射入磁場,結果都能落到GA邊上,下列說法正確的是(    )
A.粒子帶正電
B.粒子1一定落在粒子2的左側
C.粒子1落在邊上距狹縫右邊緣的最遠距離為
D.為使兩種粒子落在邊上能完全分離,則狹縫的寬度應小于

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在直角坐標系XOY平面內,在Y>0處有與X軸成60°角的勻強電場,場強大小E=103v/m,在Y<0處有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B=T,F從t=0時刻在坐標為(0,10cm)的P點由靜止釋放一比荷為104C/kg的帶正電的微粒A,不計微粒的重力。求:

(1)微粒進入磁場后在磁場中運動的半徑;
(2)第二次穿過X軸的時刻;
(3)在釋放微粒A后又在電場中由靜止釋放另一個與A完全相同的微粒B,若要使微粒A在第二次穿過X軸到第三次穿過X軸的時間內與微粒B相遇,求微粒B釋放的時刻和釋放的位置。

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