(19分)图16为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3 T,在x轴上距坐标原点L=0.
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(19分)图16为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3 T,在x轴上距坐标原点L=0.
题型:不详
难度:
来源:
(19分)图16为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10
-3
T,在x轴上距坐标原点L=0.50 m的P处为粒子的入射口,在y轴上安放接收器.现将一带正电荷的粒子以v=3.5×10
4
m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50 m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电荷量为q,不计其重力.
(1)求上述粒子的比荷
;
(2)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形.
答案
(1) 4.9×10
7
C/kg(2) S=0.25 m
2
解析
试题分析:(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲所示,
依题意M、P连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径,由几何关系得r=
①
由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力,可得qvB=m
②
联立①②并代入数据解得
≈4.9×10
7
C/kg(或5.0×10
7
C/kg)③
(2)如图乙所示,
所求的最小矩形是MM
1
P
1
P,该区域面积
S=2r
2
④
联立①④并代入数据得
S=0.25 m
2
矩形如图乙中MM
1
P
1
P(虚线)所示
点评:难度中等,处理带电粒子在磁场中的运动类问题时,首先应根据洛伦兹力方向判断运动轨迹,先找圆心,后求半径,必要的时候要借助几何关系求解
举一反三
如图所示的四个图中,标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、带正电的粒子在磁场中速度v的方向和其所受洛伦兹力f的方向,其中正确表示这三个方向关系的图是
题型:不详
难度:
|
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电子以速度v垂直进入匀强磁场,磁场方向如右图所示,此时所受洛仑兹力的方向_____(填向上或向下)。
题型:不详
难度:
|
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一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹
A.可能为圆弧
B.可能为直线
C.可能为圆弧
D.
、
、
都有可能
题型:不详
难度:
|
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带正电的小环套在粗糙水平杆上,杆足够长,右半部分处在匀强磁场中,小环突然获得一向右的水平速度滑入磁场中,如图所示。小环的重量不能忽略,则小环进入磁场后的运动情况可能是 ( )
A.匀速直线运动
B.匀减速直线运动
C.先逐渐减速最后匀速直线运动
D.逐渐减速最后停止
题型:不详
难度:
|
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如图所示,用铝板制成“
”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框内,让整体在垂直向里的匀强磁场中做匀速运动时,悬线拉力为T,则
A.向左匀速运动时,悬线竖直,T=mg
B.向左匀速运动时,悬线竖直,T<mg
C.向右匀速运动时,悬线竖直,T=mg
D.不论是向左还是向右匀速运动,只要v的大小选择合适,都可能使T=O
题型:不详
难度:
|
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