如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，有以（，0）為圓心、半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于xOy平面向里。在的上方足夠大的范圍內(nèi)，有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為。從點(diǎn)向偏右的不同方向發(fā)射速度大小相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在xOy平面內(nèi)。已知質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也為，質(zhì)子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)質(zhì)子的重力及所受的阻力。
（1）求質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小。
（2）若質(zhì)子的速度方向與x軸正方向成θ =30°角（如圖所示）射入磁場(chǎng)，試求該質(zhì)子到達(dá)y軸的位置。
（1）eBr/m（2）r+ Br


（1）設(shè)質(zhì)子的速度大小為v，質(zhì)子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：      evB=mv2/r
解得：v=eBr/m                             （5分）
（2）由題意知，質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過120°角后從A點(diǎn)沿y軸方向離開磁場(chǎng)，并從P點(diǎn)垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示。
P點(diǎn)距y軸的距離為： x=r+rsin30°=1.5r　     （10分）
質(zhì)子從進(jìn)入電場(chǎng)直至到達(dá)y軸的過程中，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，
有：  =mα
x=αt2/2
y= vt
解得：t=, y= Br    （16分）
質(zhì)子到達(dá)y軸的位置為：y/=r+ y=r+ Br                （18分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖11-3-1所示，在y<0的區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為l，求該粒子的比荷q/m.

圖11-3-1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題




（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（2）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑；
（3）若磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)檎切吻掖艌?chǎng)方向垂直紙面向里，粒子運(yùn)動(dòng)過程中始終不碰到豎直擋板，其他條件不變，求：此正三角形磁場(chǎng)區(qū)域的最小邊長(zhǎng)。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

1896年物理學(xué)家塞曼在實(shí)驗(yàn)室中觀察到了放在磁場(chǎng)中的氫原子的核外電子的旋轉(zhuǎn)頻率發(fā)生改變（即頻率移動(dòng)）的物理現(xiàn)象，后來人們把這種現(xiàn)象稱之為塞曼效應(yīng)。如圖所示，把基態(tài)氫原子放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與電子作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面垂直，電子的電量為e，質(zhì)量為m，在發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí)，必須認(rèn)為電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑始終保持不變。那么：
（1）在發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí)，沿著磁場(chǎng)方向看進(jìn)去，如果電子做順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，那么電子的旋轉(zhuǎn)頻率與原來相比是增大了還是減小了？電子做逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的情況又如何呢？
（2）試說明：由于磁場(chǎng)B的存在而引起氫原子核外電子的旋轉(zhuǎn)頻率的改變（即頻率移動(dòng)）可近似地由下式給出：（提示：①頻率的改變量：；②很小，即：或……）

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，坐標(biāo)平面的第Ⅳ象限內(nèi)存在大小為E、方向堅(jiān)直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第I象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。足夠長(zhǎng)的擋板MN垂直y軸放置且距原點(diǎn)O的距離為d。一質(zhì)量為m(不計(jì)重力)、帶電量為-q的粒子若自距原點(diǎn)O為L的A點(diǎn)以大小為，方向沿x軸正方向的速度進(jìn)入磁場(chǎng)，則粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場(chǎng)�，F(xiàn)該粒子仍從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，但初速度大小為，為使粒子進(jìn)入電場(chǎng)后能垂直打在擋板上，求粒子在A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)：
    (1)其速度方向與y軸正方向之間的夾角。
(2)粒子到達(dá)擋板上時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖3所示，有垂直坐標(biāo)平面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向向里。一帶正電荷量為q的粒子，質(zhì)量為m，從O點(diǎn)以某一初速度垂直射入磁場(chǎng)，其軌跡與x、y軸的交點(diǎn)A、C到O點(diǎn)的距離分別為a、b。試求：（1）初速度方向與x軸夾角；（2）初速度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力。求：

（1）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；
（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.2T，方向由南向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進(jìn)入該磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用在質(zhì)子上的力為9.6×10-14N，則質(zhì)子射入時(shí)的速度大小為______m/s，質(zhì)子在磁場(chǎng)中向______方向偏轉(zhuǎn)．（質(zhì)子的電荷量q=1.6×10-19C）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，氫原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)(設(shè)沿逆時(shí)針)可等效于環(huán)形電流，設(shè)此環(huán)形電流在通過圓心并垂直于圓面的軸線上某一點(diǎn)P處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小為．現(xiàn)垂直于圓軌道平面加一磁感強(qiáng)度為的外磁場(chǎng)，這時(shí)電子的軌道半徑?jīng)]變，而它的速度發(fā)生了變化．若用表示此時(shí)環(huán)形電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的大小，則當(dāng)的方向[　　]
A．垂直紙面向里時(shí)，B．垂直紙面向里時(shí)，
C．垂直紙面向外時(shí)，D．垂直紙面向外時(shí)，
 

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