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如图所示的坐标平面内,在Y<0的区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,在Y>0的区域内存在着与X轴正方向成45°角的匀强电场,电场强度E=2N/C.一比荷
q
m
=1.0×l08C/kg的带负电的粒子从坐标原点O沿与X负方向成45°角射入第三象限,速度大小v0=2.0×104m/s,先后在磁场和电场中运动一段时间后粒子能再次通过O点,试求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间.
(1)如图,带电粒子自P点进入电场,到o点的偏转角为45°,
tan45°=
1
2
at12
v0t1

a=
Eq
m

解得:t1=
2mv0
Eq
=2×2×104×
1
1.0×108
×
1
2
=2.0×10-4s
OP=
2
v0t
1=4
2
m
由几何关系可知粒子在磁场中运动半径为r=4m,
由qvB=m
v2
R

代入数据解得B=5×10-5T
(2)带电粒子在磁场中运动
3
4
个圆周,t2=
3
4
T
=
3πm
2Bq
=3π×10-4s
粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间:t=t1+t2=(2+3π)×10-4s
答:(1)磁感应强度的大小5×10-5T;
(2)粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间为(2+3π)×10-4s
练习册系列答案
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(1)求加速电压
(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律,粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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(1)试判断小球的电性并求出场强E的大小
(2)若在此空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,小球仍以相同方式水平抛出,自抛出到第一次落地点P的水平位移OP=x,已知x大于h.试判断磁感应强度B的方向并求出B的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,MN和PQ是两块光滑挡板,两板平行放置,板间距为d=0.15m,A、C是MN板上相距l=0.2m的两个小孔.质量为m=2×10-12kg,带电量为q=+5×10-8C的粒子(可以看成点电荷)从A点以速度v=3×103m/s的速度垂直于MN板射入,粒子与两板的碰撞为弹性碰撞(粒子碰撞前后沿板方向的速度不变,垂直于板的速度大小不变,方向变为反向),带电粒子的重力不计.则
(1)若两板间有与板面平行的匀强电场,如图甲,且粒子只与PQ板碰撞一次就从C点飞出,求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若两板间有如图乙所示的匀强磁场,要使粒子能从C点飞出,求磁感应强度的可能取值.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,在该方向上距A点3R处的B点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成60°角斜向下,已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为2
3
R.求:
(1)该磁场的磁感应强度B的大小
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,一对正、负电子(质量m,电荷量为e)从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中,速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直.正电子在磁场中运动一段时间后,从x轴上的M点射出磁场.负电子在磁场中运动一段时间后,从x轴上的N点射出磁场.求:
(1)画出正、负电子的运动轨迹,在x轴上标出M、N的位置
(2)MN两点间的距离
(3)正电子在磁场中运动的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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,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.一质量为m的正离子沿平行于金属板面、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EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧
FG
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(1)定性地画出正负电子在磁场中的运动轨迹;
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(3)它们从磁场中射出位置之间的距离以及射出的时间差.

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钍核
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Th发生衰变生成镭核
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(1)写出钍核衰变的方程;
(2)粒子从S2狭缝射出来时的速度v多大?
(3)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R多大?

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