如圖所示，在以坐標原點O為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里．一帶負電的粒子（不計重力）從A點沿y軸正方向以v0速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，最后從P點射出．
（1）求電場強度的大小和方向；
（2）若僅撤去電場，帶電粒子仍從A點以相同的速度射入，恰從圓形區(qū)域的邊界M點射出．已知OM與x軸的夾角為θ=30°，求粒子比荷
q
m
；
（3）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從A點射入，恰從圓形區(qū)域的邊界N點射出（M和N是關于y軸的對稱點），求粒子運動初速度的大�。�
（1）設帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v，電場強度為E．可判斷出粒子受到的洛倫茲力沿X軸正方向，可知電場強度沿X軸正方向，且有：
qE=qV0B
解得：E=V0B
（2）僅有磁場時，帶電粒子做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關系有：
R=rtana
由洛倫茲力充當向心力得：
qV0B=
mV20
r

解得：
q
m
=
3
V0
3RB

（3）僅有電場時，帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動：
y=Vt
X=
1
2
at2
qE=ma
由幾何關系知：
y=R+Rsinθ
X=Rcosθ
由以上各式解得
v=
3
2
V0
答：（1）電場強度的大小V0B方向沿X軸正方向；
（2）若僅撤去電場，帶電粒子仍從A點以相同的速度射入，恰從圓形區(qū)域的邊界M點射出．已知OM與x軸的夾角為θ=300，粒子比荷
q
m
=
3
V0
3RB
；
（3）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從A點射入，恰從圓形區(qū)域的邊界N點射出（M和N是關于y軸的對稱點），粒子運動初速度的大小
3
2
V0．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，虛線框MNPQ內(nèi)為一矩形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)、b、c是三個質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從PQ邊上的中點沿垂直于磁場的方向射入磁場，圖中畫出了它們在磁場中的運動軌跡．若不計粒子所受重力，則（　�。�
A．粒子a帶負電，粒子b、c帶正電
B．射入磁場時，粒子b的動能最大
C．粒子b的運動軌跡是拋物線
D．射入磁場時c的動量最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為+q的微粒（不計重力），以水平速度v0射入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場．己知金屬板長L，兩板間距d，微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=30°，并同時射入勻強磁場．求：
（1）兩平行金屬板間的電壓U；
（2）若勻強磁場的寬度為D，為使微粒不會由磁場的右邊界射出，則該磁場的磁感應強度B至少多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平線QC下方是水平向q的勻強電場；區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；區(qū)域Ⅱ（三角形APD）內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強磁場，但是磁感應強度大小可以與區(qū)域Ⅰ不同；區(qū)域Ⅲ（虛線PD之上、三角形APD以外）有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度與區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應大小相等．三角形AQC是邊長為2L的等邊三角形，P、D分別為AQ、AC的中點．帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為L的O點以某一速度射出，在電場力作用下從QC邊中點N以速度00垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，接著從P點垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ．若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應強度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應強度滿足一定的關系，此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運動后又會以原速率返回O點．（粒子重力忽略不計）求：
（1）該粒子的比荷；
（2）粒子從O點出發(fā)再回到O點的整個運動過程所有可能經(jīng)歷的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，x方向足夠長的兩個條形區(qū)域，其y方向的寬度分別為l1=0.1m和l2=0.2m，兩區(qū)域分別分布著磁感應強度為B1和B2的磁場，磁場方與xy平面垂直向里，磁感應強度B2=0.1T，B1隨時間變化的圖象如圖乙所示．現(xiàn)有大量粒子從坐標原點O以恒定速度v=2×106m/s不斷沿y軸正方向射入磁場，已知帶電粒子的電量q=-2×10-8C，質(zhì)量m=4×10-16kg，不考慮磁場變化產(chǎn)生的電場及帶電粒子的重力．求：
（1）在圖乙中0～1s內(nèi)，哪段時間從O發(fā)射的粒子能進入磁感應強度B2的磁場？
（2）帶電粒子打在磁場上邊界MN上的x坐標范圍是多少？
（3）在MN以下整個磁場區(qū)域內(nèi)，單個帶電粒子運動的最長時間和最短時間分別是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

美國發(fā)射的航天飛機“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了一臺α磁譜儀，其中一個關鍵部件是由中國科學院電工研究所設計制造的直徑為1200mm、高為80mm、中心磁感應強度為0.314T的永久磁體．它的主要使命是要探測宇宙空間中可能存在的物質(zhì)，特別是宇宙中反氦原子核．若如圖所示的磁譜儀中的4條徑跡分別為質(zhì)子、反質(zhì)子、α粒子、反氦核的徑跡，其中反氦核的徑跡為（　�。�
A．1B．2C．3D．4

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖，兩水平放置的平行金屬板M、N放在勻強磁場中，導線ab帖著M、N邊緣以速度V向右勻速滑動，當一帶電粒子以水平速度V0射入兩板間后，能保持勻速直線運動，該帶電粒子可能（　�。�
A．帶正電、速度方向向左B．帶負電速度方向向左
C．帶正電速度方向向右D．帶負電速度方向向右

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)過電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應強度B的勻強磁場，已知質(zhì)子質(zhì)量m，電量q，試求：
（1）質(zhì)子進入磁場中的速度？
（2）質(zhì)子在磁場中運動的軌道半徑及周期？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在如圖所示的xoy坐標系中，僅在x軸上方有垂直于xoy平面向里、范圍足夠大的勻強磁場Ⅰ．質(zhì)量為m，電荷量為q的負粒子在xoy平面內(nèi)運動，某時刻經(jīng)過y軸上y=a的P點，速度方向與y軸正方向夾角為θ=30°，經(jīng)過時間t0粒子第一次經(jīng)過x軸，速度方向與粒子在P點速度方向相反，不計重力．
（1）求粒子運動的速率v0和磁場Ⅰ的磁感應強度B1；
（2）若粒子經(jīng)過P點時，在x軸上方再疊加一個方向垂直于xoy平面的勻強磁場Ⅱ，使粒子能在磁場中做完整的圓周運動，求勻強磁場Ⅱ的磁感應強度B2的大小和方向；
（3）若粒子經(jīng)過P點時，加一方向在xoy平面內(nèi)的勻強電場，粒子在復合場中運動時經(jīng)過了A（2x0，yA）、C（x0，yC）兩點，如圖所示，粒子在A點的動能是P點動能的
1
3
，在C點的動能是P點動能的
2
3
，求電場強度E的大小和方向．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案