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(12分)一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120º,质点所受重力不计,求:

(1)判断磁场的方向;

(2)该匀强磁场的磁感应强度B;

(3)带电质点在磁场中运动的时间。

 

【答案】

(1)垂直纸面向外    (2)B=    (3)t=

【解析】

试题分析:(1)根据左手定则,可知该磁场方向垂直纸面向外;

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,圆心为如图所示,洛仑兹力提供向心力

因此:

由几何关系可得

联立得

(3)设粒子在磁场中运动的时间为t,粒子做匀速圆周运动,期周期

由于,因此运动的圆心角

因此粒子在磁场中运动的时间

考点:带电粒子在磁场中的运动

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?肇庆一模)如下图所示,真空室内存在宽度为s=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直纸面向里.紧挨边界ab的中央有一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向放射速率相同的α粒子,它的速率v=3.2×106m/s.磁场边界ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧cd与MN之间有一宽度为L=12.0cm的无场区,MN右侧为固定在O点的带电量为Q=-2.0×10-6C的点电荷形成的电场区域(点电荷左侧的电场分布以MN为界限).不计α粒子的重力,α粒子的质量和带电量分别是m=6.64×10-27kg、Q=3.2×10-19C,静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)金箔cd被α粒子射中区域的长度y值;
(2)打在金箔d端距cd中心最远的粒子沿直线穿出金箔,经过无场区进入电场即开始以O点为圆心做匀速圆周运动,垂直打在放置于中心线上的荧光屏FH上的E点(未画出),计算
.
OE
的长度;
(3)计算此α粒子从金箔穿出时损失的动能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域.汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L,O′O为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离O'O的距离.以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.
(1)设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O′O的方向从O′点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点.若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离y0
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数.
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿-y方向的匀强磁场.现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O′点沿O′O方向射入,屏上出现两条亮线.在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的.尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时O′O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度.

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科目:高中物理 来源:2013届黑龙江省大庆市第三十五中学高三上学期期末考试物理试卷(带解析) 题型:计算题

(12分)一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120º,质点所受重力不计,求:

(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间。

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年黑龙江省大庆市高三上学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(12分)一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120º,质点所受重力不计,求:

(1)判断磁场的方向;

(2)该匀强磁场的磁感应强度B;             

(3)带电质点在磁场中运动的时间。

 

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