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如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向...

manfen5.com 满分网如图所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ是磁场的边界.质量为m,带电量为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0<θ<90°)的方向垂直磁感线射入匀强磁场B中,第一次,粒子是经电压U1加速后射入磁场,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场.第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场,粒子则刚好垂直PQ射出磁场.不计重力的影响,粒子加速前速度认为是零,求:加速电压manfen5.com 满分网的值.
画出粒子在磁场中运动的轨迹,由几何知识求出轨迹的半径.带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律求出速度,再根据动能定理研究粒子在电场中加速过程,即可求出加速电压及加速电压之比. 【解析】 经电压U1加速后粒子射入磁场后刚好不能从PQ边界射出磁场,表明在磁场中做匀速圆周运动的轨迹与PQ边界相切,要确定粒子做匀速圆周运动的圆心O的位置,如图甲所示,圆半径R1与L的关系式为: 又  解得 经电压U2加速后以速度v2射入磁场,粒子刚好垂直PQ射出磁场,可确定粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在PQ边界线的O点,如图乙所示,半径R2与磁场宽L的关系式为  又 解得 在加速电场中,根据动能定理得    所以 答:加速电压的值等于.
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考点分析:
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(1)物块质量m.
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(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是力______
(2)(单选题)本实验采用的主要科学方法是______
A.理想实验法        B.等效替代法
C.控制变量法        D.建立物理模型法
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B.两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
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A.61.0mm  65.8mm  70.7mm
B.41.2mm  45.1mm  54.0mm
C.60.5mm  61.0mm  60.6mm
D.49.6mm  53.5mm  57.3mm
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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