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一匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面.在xOy平面上,磁场分布在以O为圆心的一个...

一匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面.在xOy平面上,磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为v,方向沿x轴正方向.后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为30°,P点到O点的距离为L,如图所示.不计重力的影响,求磁场的磁感应强度B的大小和xOy平面上磁场区域的半径R.

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L 【解析】 粒子在磁场中受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,设其半径为r, qvB=m① 据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上,且P点在磁场区域之外.过P沿速度方向作反向延长线,它与x轴相交于Q点.作圆弧过O点与x轴相切,并且与PQ相切,切点A即粒子离开磁场区域的点.这样可得到圆弧轨迹的圆心C,如图所示. 由图中几何关系得L=3r.② 由①②求得,B=.③ 图中OA即为圆形磁场区域的半径R,由几何关系得R=L.
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如图所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?

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如图MN表示垂直纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P点.已知B、v以及P到O的距离l.不计重力,则此粒子的比荷为________.

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(2010·吉林市统考)摆线是数学中众多迷人曲线之一,它是这样定义的:一个圆沿一直线无滑动地滚动,则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线.在竖直平面内有xOy坐标系,空间存在垂直xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m,电荷量为+q的小球从坐标原点由静止释放,小球的轨迹就是摆线.小球在O点速度为0时,可以分解为一水平向右的速度v0和一水平向左的速度v0两个分速度,如果v0取适当的值,就可以把摆线分解成以v0的速度向右做匀速直线运动和从O点向左速度为v0的匀速圆周运动两个分运动.设重力加速度为g,下列式子正确的是                                                           (  )

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A.速度v0所取的适当值应为

B.经过t=第一次到达摆线最低点

C.最低点的y轴坐标为y=-

D.最低点的y轴坐标为y=-

 

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如图所示,长为L的水平极板间有垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B,板间距离也为L,板不带电.现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是

(  )

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A.使粒子的速度v<

B.使粒子的速度v>

C.使粒子的速度v>

D.使粒子的速度<v<

 

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(2009·福建泉州质检)如图是某粒子速度选择器的示意图.在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔.粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出.现有一粒子源发射比荷为=2×1011C/kg的阳离子,粒子束中速度分布连续.当角θ=45°时,出射粒子速度v的大小是                                                                                                  (  )

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A.×106m/s                              B.2×106m/s

C.2×108m/s                          D.4×106m/s

 

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