如图所示,圆形区域内有垂直纸而向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域
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如图所示,圆形区域内有垂直纸而向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域
题型:南昌模拟
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如图所示,圆形区域内有垂直纸而向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域时速度方向偏转角为60°,根据上条件可求下列物理量中的______.
①带电粒子的比荷
②带电粒子的初速度
③带电粒子在磁场中运动的周期
④带电粒子在磁场中运动的半径.
答案
①、③画出粒子的运动轨迹,如图实线所示.由几何知识得到,轨迹的圆心角θ=60°,则粒子穿过此区域的时间为t=
60°
360°
T=
1
6
T
,T=6t.而T=
2πm
qB
,粒子的比荷为
q
m
=
2π
TB
=
π
3Bt
.B、t均已知,则比荷可求出.故①③正确.
②、④设磁场圆形边界的半径为R,粒子轨迹的半径为r,则由几何知识得到,
r=Rcot30°=
3
R
又r=
mv
qB
,由于R未知,则r,v都无法求出.故②④错误.
故选①③
举一反三
质量为m带电量为e的电子以一定速度射入一圆形区域方向垂直于纸面向外的匀强磁场B,速度方向垂直于磁场指向圆心O,离开磁场时速度方向与入射方向成120°角如图所示,那么电子的入射点及在磁场中运动的时间为( )
A.入射点为M点,时间为t=
πm
eB
B.入射点为M点,时间为t=
πm
2eB
C.入射点为N点,时间为t=
πm
3eB
D.入射点为N点,时间为t=
2πm
3eB
题型:不详
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如图所示,为显像管电子束偏转示意图,电子质量为m,电量为e,进入磁感应强度为B的匀强磁场中,该磁场束缚在直径为l的圆形区域,电子初速度v
0
的方向过圆形磁场的轴心O,轴心到光屏距离为L(即P
0
O=L),设某一时刻电子束打到光屏上的P点,求PP
0
之间的距离.
题型:不详
难度:
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如图所示,一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,放射源S在A极板左端,可以向各个方向发射不同速度的β粒子.若金属板长为L,金属板间距为
1
2
L,细管C与两金属板等距,已知β粒子电荷量为-e,质量为m.求:
(1)当A、B板间加上垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场时,能从细管C水平射出β粒子速度大小;
(2)当A、B板间加电压U时,放射源S射出的β粒子速度大小为多少时,才难从细管C水平射出.
题型:不详
难度:
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如图所示,顶角=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v
0
沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时,导体棒位于顶角O处,求:
(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向.
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式.
(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q.
(4)若在t
0
时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x.
题型:江苏
难度:
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竖直平面xOy内有一半径为R=
2
m,圆心O与坐标系的原点重合的圆形区域,如图所示,在圆心O有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v
0
=1m/s,质量为m=1×10
-6
kg,带电荷量为q=-1×10
-8
C的油滴.圆形区域内的匀强电场方向沿-y方向,电场强度E=8×10
2
N/C.不考虑油滴间的相互作用,g取10m/s
2
.求:
(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴,在电场中运动的时间;
(2)射出圆形电场油滴的最大动能.
题型:不详
难度:
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