满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为...

如图所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m,带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度为v从筒壁的A孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周后恰好又从A孔射出。问:

(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件?

(2)粒子在筒中运动的时间为多少?

 

(1) (n=3,4,5…) (2) (n=3.4.5……) 【解析】 (1)粒子射入圆筒后受洛伦兹力作用而偏转,设第一次与B点碰撞,碰后速度方向又指向O点,假设粒子与筒壁碰撞(n-1)次,,运动轨迹是n段相等的圆弧,最后从A孔射出。设第一段圆弧的半径为r(如图所示),则 θ= 由几何关系知 r=Rtan, 由牛顿第二定律知 qvB=m 联立解得: (n=3,4,5…) (2)粒子运动的周期为: 又 (n=3,4,5…),联立解得: 弧AB所对的圆心角 粒子由A到B所用的时间 (n=3.4.5……) 故粒子运动的总时间为 (n=3.4.5……)  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,半径R=10cm的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标系原点o,磁感强度B=0.332T,方向垂直于纸面向里.在O处有一放射源,可沿纸面向各个方向射出速率均为v=3.2×106m/sα粒子,已知α粒子的质量m=6.64×1027kg,电量q=3.2×1019C.求:

(1)画出α粒子通过磁场空间做圆运动的圆心点轨迹,并说明作图的依据.

(2)求出α粒子通过磁场空间的最大偏转角.

(3)再以过O点并垂直于纸面的直线为轴旋转磁场区域,能使穿过磁场区且偏转角最大的α粒子射到正方向的y轴上,则圆形磁场区的直径OA至少应转过多大角度?

 

查看答案

如图所示,直线MN上方有平行于纸面且与MN45°斜向下的匀强电场,MN下方有垂直于纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子以速度vMN线上的O点垂直电场和磁场方向射入磁场。粒子第一次到MN边界线,并从P点进入电场。已知粒子带电量为q,质量为mOP之间的距离为L,匀强电场强度为E,不计粒子的重力。求:

1)磁感应强度B

2)粒子从O点开始到第四次到达MN边界线的总时间t

 

查看答案

如图,在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场;第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为qq>0)的粒子以速率vy轴的A点斜射入磁场,经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场,然后从y轴负半轴上的D点射出,最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=OC=dOD=OQ=4d,不计粒子重力。

1)求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小;

2)求粒子由AD过程所用的时间;

3)试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。

 

查看答案

在直角坐标系xOy中,第二象限有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),第一象限三角形OPM区域有如图所示的匀强电场,电场线与y轴的夹角、MPx轴的夹角均为30°,已知P点的坐标为(9l0),在以O为圆心的环状区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆与直线MP相切于P点,内外圆的半径分别为l2l。一质量为m,电荷量为q的正电粒子以速度v0由坐标为(-l0)的A点沿与y轴平行的方向射入第二象限匀强磁场中,经磁场偏转由坐标为(0)的B点进入匀强电场,经电场偏转恰由P点进入环状磁场区域,不计粒子重力,求:

1)第二象限匀强磁场磁感应强度的大小;

2)匀强电场的电场强度大小;

3)要使粒子在环状磁场区域内做完整的圆周运动,求环状区域匀强磁场的磁感应强度的取值范围。

 

查看答案

如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内有一条通过坐标原点的虚线,虚线与y轴正方向夹 角为30°,在虚线与x轴正方向之间存在着平行于虚线向下的匀强电场。在第四象限内存在一个长方形 的匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度为B,方向垂直坐标平面向外。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电场方向射入电场,经过电场偏转后,该粒子恰从x轴上的P点以速度v射入匀强磁场区域,速度c的方向与x轴正方向夹角为60°,带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动,经磁场偏转后,粒子射出磁场时速度方向沿x轴负方向,随后粒子做匀速直线运动并垂直经过一y 轴上的Q点。已知OP=L,不计带电粒子重力。求:

1)匀强电场的电场强度E的大小;

2)带电粒子在电场和磁场中运动时间之和;

3)矩形磁场区域的最小面积和Q点的位置坐标。

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.