(20分)如圖所示，直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子1以速度v1=v0從O點(diǎn)垂直射入磁場，其方向與MN的夾角=30o；質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2以速度也從O點(diǎn)垂直射入磁場，其方向與MN的夾角=60o。已知粒子l、2同時(shí)到達(dá)磁場邊界的A、B兩點(diǎn)(圖中未畫出)，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

(1)請畫出粒子1和2在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡；

(2)求兩粒子在磁場邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d；

(3)求兩粒子進(jìn)入磁場的時(shí)間間隔t；

(4)若MN下方有一勻強(qiáng)電場，使兩粒子在電場中相遇，其中的粒子1做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求電場強(qiáng)度E的大小。

 

【答案】

【解析】

試題分析：（1）如圖所示（2分）

（2）粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

----------------------------------------------------------------（2分）

粒子1射出點(diǎn)A與O點(diǎn)的距離-------------------（1分）

粒子2射出點(diǎn)B與O點(diǎn)的距離-------------------（1分）

故

代入數(shù)據(jù)得：--------------------------------------------------（2分）

（3）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期--------------------------------（2分）

設(shè)粒子1在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為

則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間------------------------------------------（1分）

設(shè)粒子2在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為

則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間------------------------------------------（1分）

所以---------------------------------------------（2分）

（4）由題意得，電場強(qiáng)度的方向應(yīng)與粒子1穿出磁場方向相反，則粒子1做們加速直線運(yùn)動(dòng)，粒子2做類平拋運(yùn)動(dòng)。

--------------------------------------------------------------（1分）

---------------------------------------（2分）

---------------------------------------------------------（1分）

解得：----------------------------------------------------（2分）

考點(diǎn)：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

(20分）如圖所示，一對足夠長的平行光滑導(dǎo)軌放置在水平面上，兩軌道間距l＝0. 20m，定值電阻阻值R=1.0Ω．有一金屬桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直且接觸良好，金屬桿與軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0. 50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．求：
(1)桿的質(zhì)量m和加速度a.
(2)在桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)的20s的時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電量．


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科目：高中物理 來源： 題型：

( 20 分）如圖所示，在同一豎直面上，質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部，斜面高度為H＝2L．小球受到彈簧的彈性力作用后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．離開斜面后，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞（碰撞過程無動(dòng)能損失），碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度，球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn)，O點(diǎn)的投影O/與P的距離為L/2．已知球B質(zhì)量為m，懸繩長L，視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大��；

（2）球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大�。�

（3）彈簧的彈性力對球A所做的功。

 

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科目：高中物理 來源：2010年廣西柳鐵一中高三上學(xué)期第二次月考（理綜）物理 題型：計(jì)算題

( 20 分）如圖所示，在同一豎直面上，質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部，斜面高度為H＝2L．小球受到彈簧的彈性力作用后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．離開斜面后，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞（碰撞過程無動(dòng)能損失），碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度，球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn)，O點(diǎn)的投影O/與P的距離為L/2．已知球B質(zhì)量為m，懸繩長L，視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小；
（2）球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大小；
（3）彈簧的彈性力對球A所做的功。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年浙江省高三5月模擬考試?yán)砜凭C合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(20分）如圖所示，半圓弧區(qū)域AKD的半徑為R，圓心為O，∠COK＝30°。O點(diǎn)有一粒子源，可向半圓弧AKD發(fā)射速度為v0的各個(gè)方向的帶負(fù)電的粒子。顯微鏡可以沿半圓弧AKD移動(dòng)，用以記錄有無粒子射到圓弧上。半圓區(qū)域內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，不計(jì)粒子間的相互作用力和粒子的重力。帶電粒子的電量－q、帶電粒子的質(zhì)量m

（1）如只加電場，場強(qiáng)為E，求所有可能到達(dá)A點(diǎn)的粒子的速度大小

（2）如只加磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mv0/qR,，則在整個(gè)圓弧線AKD上顯微鏡能記錄到粒子與無粒子可記錄的弧線長度之比為多少。

（3）若電場強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，且和：將顯微鏡置于C點(diǎn)，控制粒子源，使其只向K點(diǎn)發(fā)射粒子。電場與磁場共存一段時(shí)間t1后再撤去磁場，又經(jīng)時(shí)間t2后，粒子到達(dá)顯微鏡。求兩段時(shí)間的比值t1∶t2。

 

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科目：高中物理 來源：2010年廣西柳鐵一中高三上學(xué)期第二次月考（理綜）物理 題型：計(jì)算題

( 20 分）如圖所示，在同一豎直面上，質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部，斜面高度為H＝2L．小球受到彈簧的彈性力作用后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．離開斜面后，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞（碰撞過程無動(dòng)能損失），碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度，球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn)，O點(diǎn)的投影O/與P的距離為L/2．已知球B質(zhì)量為m，懸繩長L，視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大��；

（2）球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大小；

（3）彈簧的彈性力對球A所做的功。

 

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