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如图所示,在一个直角三角形区域ACB内存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀...

如图所示,在一个直角三角形区域ACB内存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,ABBCAC为磁场边界,AC边长为3a,角CAB=53°。一质量为m、电荷量为+q的粒子从AB边上距A点为aD点垂直于磁场边界AB射入匀强磁场。取sin53°0.80cos 53°0.60,求:要使粒子从BC边射出磁场区域,粒子速率应满足的条件;

 

【解析】 粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力     ① 设粒子速率为v1时运动轨迹与BC边相切,如图所示, 由几何关系可得: ② 解得:  ③ 则:      ④ 设粒子速率为v2时运动轨迹与AC边相切,则切点为C点,由几何关系可得: R2=BC=BD=4a   ⑤ 解得:       ⑥ 因此粒子从BC边射出时速率满足的条件是    ⑦  
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考点分析:
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一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=的电荷,放置在倾角的光滑斜面上(斜面绝缘),斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面问:

1)小滑块带何种电荷?

2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?

3)该斜面的长度至少多长?

 

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如图所示,在水平放置的平行导轨(间距为0.2m)一端架放着一根质量m=40g,长L=0.2m的金属棒ab,导轨另一端通过开关与电源相连,该装置放在高h=20cm的绝缘垫块上。当有竖直向下B=1T的匀强磁场时,接通开关(图中末画开关),金属棒ab会被平抛到距导轨右端水平距离s=100cm处,不计一切阻力,g=10m/s2,试求:

1)开关接通瞬间安培力对金属棒ab做的功W

2)开关接通瞬间流经金属棒ab的电荷量q

 

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如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1kg、带正电q=0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为F=0.6N的恒力,g10m/s2.则滑块(   )

A.开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动

B.一直做加速度为2m/s2的匀加速运动,直到滑块飞离木板为止

C.速度为6m/s时,滑块开始减速

D.最终做速度为10m/s的匀速运动

 

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如图所示,O点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内.在直线x=ax=2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力关于这些粒子的运动,下列说法正确的是( )

A.粒子的速度大小为

B.粒子的速度大小为

C.y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

D.y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长

 

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美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,利用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的特点,使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定,且被限制在AC板间,带电粒子从P0处由静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场中做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是

A.带电粒子每运动一周被加速一次

B.P1P2P2P3

C.粒子能获得的最大速度与D形盒的尺寸有关

D.AC板间的加速电场的方向需要做周期性的变化

 

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