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如图所示,在xOy平面内,电荷量为q、质量为m的电子,从原点O垂直射入磁感应强度...

如图所示,在xOy平面内,电荷量为q、质量为m的电子,从原点O垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,电子的速度为v0,方向与x轴正方向成30°角,试求:

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(1)电子从O点开始,第一次到达x轴所用的时间是多少?

(2)电子经过x轴的位置距坐标原点O的距离是多少?

 

(1)电子从O点开始,第一次到达x轴所用的时间是; (2)电子经过x轴的位置距坐标原点O的距离是. 【解析】 试题分析:(1)根据几何关系可知带电粒子运动的轨迹对应的圆心角,再根据粒子匀速圆周运动可以求得粒子的运动的周期与该段运动使用的时间; (2)由洛伦兹力作为向心力可以求得粒子的运动的半径的大小,根据几何关系可知带电粒子在磁场中偏转的距离. 【解析】 (1)电子在磁场中的运动轨迹如图中实线所示,占整个圆周的,即其对应的圆心角为α=600 电子做匀速圆周运动的周期为 所以电子第一次到达x轴所用的时间为 = (2)电子所受到的洛仑兹力提供它做匀速圆周运动的向心力,即 解得 电子在x轴上的位置距原点的距离为 答:(1)电子从O点开始,第一次到达x轴所用的时间是; (2)电子经过x轴的位置距坐标原点O的距离是.   【点评】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.  
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考点分析:
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如图所示,虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成θ角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:

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(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;

(2)电子在磁场中运动的时间t;

(3)圆形磁场区域的半径r.

 

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质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,加速电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m,电荷量为+q的带电粒子,经加速后,该粒子恰能沿直线通过速度选择器.粒子从O点进入分离器后在洛伦兹方的作用下做半个圆周运动后打到底片上并被接收,形成一个细条纹,测出条纹到O点的距离为L.求:

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(1)粒子离开加速器的速度大小v?

(2)速度选择器的电压U2

(3)该带电粒子荷质比满分5 manfen5.com的表达式.

 

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圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速度沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力的作用,下列说法正确的是(  )

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A.a粒子速率最小

B.c粒子速率最小

C.a粒子在磁场中运动的时间最长

D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc

 

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质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是(  )

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A.小球带正电

B.小球在斜面上运动时做匀加速直线运动

C.小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动

D.则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为满分5 manfen5.com

 

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如图,金属杆ab的质量为m、通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,平行导轨间的距离为L,结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角,金属杆ab与水平导轨间的摩擦系数为μ,则以下说法正确的是(  )

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A.金属杆ab所受的安培力大小为BILsinθ

B.金属杆ab所受的安培力大小为BIL

C.金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsinθ

D.金属杆ab所受的摩擦力大小为μmg

 

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