精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图甲所示,一个质量为m,带电量为q的离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度为B.正离子的初速度方向在纸面内,与直线AD的夹角为60°.结果粒子正好穿过AD的垂线上离A点距离为d的小孔C,垂直AC的方向进入AC右边的匀强电场中.电场的方向与AC平行.离子最后打在DA直线上的P点.P到A的距离为2d.不计重力,
求:(1)离子从D到P的运动时间;
(2)离子到达P点时的动能.
(1)画出粒子的运动轨迹如图.

由几何关系:R+Rsin30°=d
得:R=
2
3
d

由洛伦兹力提供向心力:qvB=
mv2
R

得:v=
2Bqd
3m

粒子在磁场中的运动周期:T=
2πR
v
=
2πm
qB

粒子在磁场中的运动的时间:t=
120°
360°
T=
2πm
3qB

粒子在电场中作类平抛运动:水平匀速,竖直匀加速
d=
1
2
at2=
1
2
vyt2

2d=vt2
解得vy=v=
2Bqd
3m

t2=
2d
v
=
3m
qB

所以,粒子从D到P的时间为:t=t1+t2=
2πm
3qB
+
3m
qB
=
(2π+9)m
3qB

粒子到达P的动能:EK=
1
2
m(v2+
v2y
)=mv2=
4B2q2d2
9m

答::(1)离子从D到P的运动时间t=
(2π+9)m
3qB

(2)离子到达P点时的动能EK=
4B2q2d2
9m
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

地球周围有磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为磁漂移。以下描述的是一种假设的磁漂移运动。一带正电的粒子在x=0、y=0处沿y方向以某一速度v0运动,空间存在垂直于图中纸面向外的匀强磁场,在y>0的区域中,磁感强度为B1,在y<0的区域中磁感强度为B2B2>B1,如图所示。
⑴ 把粒子在出发点x=0处作为第0次过x轴,试求粒子到第n次过x轴整个过程中,在x轴方向的平均速度vv0之比,n只取奇数。
⑵ 若B2B1= 4,当n很大时,vv0趋于何值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则N极板为______极板,此离子荷质比
q
m
=______.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.第Ⅲ、第Ⅳ象限-d≤y≤0内存在垂直于坐标平面向内的匀强磁场.一质量为m、电荷量为-q的带负电的粒子从y轴上的M点以速度υ0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,恰好不会从磁场的下边界射出磁场,如图所示.不计粒子的重力,求
(1)M、N两点间的电势差U;
(2)磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从M点运动到第一次离开磁场的总时间t.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带电粒子,在x轴上到原点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场.不计重力的影响.由这些条件可知(  )
A.能确定粒子通过y轴时的位置
B.能确定粒子速度的大小
C.能确定粒子在磁场中运动所经历的时间
D.以上三个判断都不对

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一圆柱形磁铁竖直放置,如图所示,在它的下方有一带正电小球置于光滑绝缘水平面上,小球在水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.小球所受的合力可能不指向圆心
B.小球所受的洛仑兹力指向圆心
C.俯视观察,小球的运动方向一定是顺时针
D.俯视观察,小球的运动方向一定是逆时针

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角为θ=90°,不计重力.求:
(1)离子速度v的大小; 
(2)离子的比荷q/m.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个不计重力的带负电的粒子以速度v由坐标原点射入磁感应强度为B的匀强磁场中,速度方向与x轴、y轴均成45°,已知该粒子电量为-q,质量为m,则该粒子通过x轴和y轴时的坐标分别是(  )
A.x=
2
mv
qB
y=-
2
mv
qB
B.x=-
2
mv
qB
y=
2
mv
qB
C.x=2
mv
qB
,y=0
D.x=0,y=2
mv
qB

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在xoy平面内第二象限存在水平向左的匀强电场,场强为E,第一象限和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场.有一质量为m,电荷量为e的电子,从x轴上的P点以某一初速度垂直于x轴进入电场,而后经过y轴上A点进入右侧磁场做圆周运动,轨迹交于x轴上的C点,电子在C点的速度垂直于x轴指向y轴负方向,继续运动从y轴上的某点离开磁场.已知P点坐标(-L,0),A点坐标(0,2L),忽略电子所受重力.求:
(1)电子从P点进入电场时的初速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)电子从P点进入电场到离开磁场所经历的时间.

查看答案和解析>>

同步练习册答案