(19分）如圖所示，在xoy平面內(nèi)，以O(shè)'(0,R）為圓心、R為半徑的圓內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸下方有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。第四象限有一與x軸成45°角傾斜放置的擋板PQ，P、Q兩點(diǎn)在坐標(biāo)軸上，且OP兩點(diǎn)間的距離大于2R，在圓形磁場(chǎng)的左側(cè)0<y<2R的區(qū)間內(nèi)，均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為＋q的一簇帶電粒子，當(dāng)所有粒子均沿x軸正向以速度v射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點(diǎn)進(jìn)人x軸下方磁場(chǎng)，結(jié)果有一半粒子能打在擋板上。不計(jì)粒子重力、不考慮粒子間相互作用力。求：

（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）擋板端點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）擋板上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度。
（1）；（2）（，0 ）；（3）。

試題分析：（1）（8分）設(shè)一粒子自磁場(chǎng)邊界A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，該粒子由O點(diǎn)射出圓形磁場(chǎng)，軌跡如圖甲所示，過(guò)A點(diǎn)做速度的垂線長(zhǎng)度為r,C為該軌跡圓的圓心.連接AOˊ、CO，可證得ACOOˊ為菱形，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知：粒子在圓形磁場(chǎng)中的軌道半徑r=R，（3分）
由  （3分）
得： （2分）

（2）（4分）有一半粒子打到擋板上需滿足從O點(diǎn)射出的沿x軸負(fù)方向的粒子、沿y軸負(fù)方向的粒子軌跡剛好與擋板相切，如圖乙所示，過(guò)圓心D做擋板的垂線交于E點(diǎn)，（1分）
      （2分）
P點(diǎn)的坐標(biāo)為（，0 ）  （1分）
（3）（7分）設(shè)打到擋板最左側(cè)的粒子打在擋板上的F點(diǎn)，如圖丙所示，OF=2R   ①   （1分）

過(guò)O點(diǎn)做擋板的垂線交于G點(diǎn)， 
  ②  （2分）
   ③ （2分）
       ④               （1分）
擋板上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度l=FE=+=   ⑤ （1分）
（說(shuō)明：如果用余弦定理求解，也給相應(yīng)分，將②③ 的4分 分為公式和結(jié)果各給2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

在邊長(zhǎng)為2a的正△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一帶正電q，質(zhì)量為m的粒子從距A點(diǎn)的D點(diǎn)垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)，如下圖所示，求：

(1)粒子速率應(yīng)滿足什么條件，粒子能從AB間射出；
(2)粒子速率應(yīng)滿足什么條件，粒子能從AC間射出。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

一束帶點(diǎn)粒子以一定的速度垂直磁感線射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，關(guān)于帶電粒子受到的洛倫茲力，以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．速度越大帶電粒子受到的洛倫茲力越大
B．洛倫茲力使帶電粒子在磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)
C．洛倫茲力只能改變帶電粒子的速度方向
D．洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，abcd為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)邊界邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，三個(gè)粒子以相同的速度從a點(diǎn)沿對(duì)角線方向射入，粒子1從b點(diǎn)射出，粒子2從c點(diǎn)射出，粒子3從cd邊垂直射出，不考慮粒子的重力和粒子間的相互作用．根據(jù)以上信息，可以確定
A．粒子1帶正電，粒子2不帶電，粒子3帶負(fù)電
B．粒子1和粒子3的比荷之比為2∶1
C．粒子1和粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為4∶1
D．粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(22分)如圖所示，在兩塊水平金屬極板間加有電壓U構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，一束比荷為帶正電的粒子流（重力不計(jì)），以速度vo =104m/s沿水平方向從金屬極板正中間射入兩板。粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一具有理想邊界的半圓形變化磁場(chǎng)區(qū)域，O為圓心，區(qū)域直徑AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1m，AB與水平方向成45°角。區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī)律作周期性變化的磁場(chǎng)，已知B0="0." 5T，磁場(chǎng)方向以垂直于紙面向外為正。粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，恰好從下極板邊緣O點(diǎn)與水平方向成45°斜向下射入磁場(chǎng)。求：
（1）兩金屬極板間的電壓U是多大？
（2）若T0 =0.5s，求t=0s時(shí)刻射人磁場(chǎng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和離開磁場(chǎng)的位置。
（3）要使所有帶電粒子通過(guò)O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再?gòu)腁B兩點(diǎn)間越過(guò)，求出磁場(chǎng)的變化周期T0應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過(guò)狹縫S2、S3、方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ,射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線。若測(cè)得細(xì)線到狹縫s3的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為r＝0.1 m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，方向垂直紙面向里，該區(qū)域同時(shí)與x軸、y軸相切，切點(diǎn)分別為A、C.現(xiàn)有大量質(zhì)量為1×10－18 kg（重力不計(jì)），電量大小為2×10－10 C，速率均為2×107m/s的帶負(fù)電的粒子從A處垂直磁場(chǎng)進(jìn)入第一象限，速度方向與y軸夾角為θ，且0<θ<180°，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(   )

A．粒子的軌跡圓和磁場(chǎng)圓的半徑相等
B．這些粒子軌跡圓的圓心構(gòu)成的圓和磁場(chǎng)圓的半徑相等
C．部分粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以穿越坐標(biāo)系進(jìn)入第2象限
D．粒子的軌跡可以覆蓋整個(gè)磁場(chǎng)圓

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向相反，且都垂直于xOy平面．一電子由P(－d，d)點(diǎn)，沿x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ.(電子質(zhì)量為m，電荷量為e，sin 53°＝)

(1)求電子能從第三象限射出的入射速度的范圍．
(2)若電子從位置射出，求電子在磁場(chǎng) Ⅰ 中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.
(3)求第(2)問(wèn)中電子離開磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，一電荷量為q（q>0）。質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為，已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60°，則粒子的速率為（不計(jì)重力）
A．B．C．D．

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