如图所示.在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.磁感应强度大小B=2.0×10-3T.一带正电荷的粒子A以v=3.5×104m/s的速率从x轴上的P处以与x轴正方向成某一角度的方向垂直射入磁场.从y轴上的M处射出磁场.且运动轨迹的半径是所有可能半径值中的最小值．设粒子A的质量为m.电荷量为q．不计粒子的重力．(1)求粒子A的比荷qm,(� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10^-3T，一带正电荷的粒子A以v=3.5×10⁴m/s的速率从x轴上的P（0.50，0）处以与x轴正方向成某一角度的方向垂直射入磁场，从
y轴上的M（0，0.50）处射出磁场，且运动轨迹的半径是所有可能半径值中的最小值．设粒子A的质量为m、电荷量为q．不计粒子的重力．
（1）求粒子A的比荷

；（计算结果请保留两位有效数字，下同）
（2）如果粒子A运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其此后沿x轴负方向做匀速直线运动并离开第一象限，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出粒子射出磁场处的坐标值；
（3）如果要粒子A按题干要求从M处射出磁场，第一象限内的磁场可以局限在一个最小的矩形区域内，求出这个最小的矩形区域的面积．

（1）该粒子在磁场中运动半径为r，如图甲，依题意MP连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的最小直径，由几何关系得：
r=

m=0.35m ①
粒子圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，故有：
qvB=m

②
由①②解得

=5.0×10-7C/kg

（2）设所加电场的场强大小为E，如图乙所示，当粒子经过Q点时，速度沿x轴负方向，依题意，在此时加一个沿y轴正方向的匀强电场、电场力与洛伦兹力平衡则有：
Eq=qvB
代入数据得：E=70N/C
所加电场的场强方向沿y轴正方向．
由几何关系可知，圆弧MQ所对应的圆心角为45°则射出点A对应y轴截距为：
|OA|=r+

0.5

)m=0.60m
所以粒子射出磁场处A点的坐标为（0，0.60）
（3）如图丙，

所求的最小矩形是MM₁P₁P
该区域面积为：s=2r²，代入r=0.35可得：
s=0.25m²
答：（1）粒子A的比荷

=5.0×10^-7C/kg；
（2）如果粒子A运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其此后沿x轴负方向做匀速直线运动并离开第一象限，求该匀强电场的场强大小和方向，粒子射出磁场处的坐标值（0，0.6）；
（3）如果要粒子A按题干要求从M处射出磁场，第一象限内的磁场可以局限在一个最小的矩形区域内，这个最小的矩形区域的面积s=0.25m²．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图甲所示，x方向足够长的两个条形区域，其y方向的宽度分别为l₁=0.1m和l₂=0.2m，两区域分别分布着磁感应强度为B₁和B₂的磁场，磁场方与xy平面垂直向里，磁感应强度B₂=0.1T，B₁随时间变化的图象如图乙所示．现有大量粒子从坐标原点O以恒定速度v=2×10⁶m/s不断沿y轴正方向射入磁场，已知带电粒子的电量q=-2×10^-8C，质量m=4×10^-16kg，不考虑磁场变化产生的电场及带电粒子的重力．求：
（1）在图乙中0～1s内，哪段时间从O发射的粒子能进入磁感应强度B₂的磁场？
（2）带电粒子打在磁场上边界MN上的x坐标范围是多少？
（3）在MN以下整个磁场区域内，单个带电粒子运动的最长时间和最短时间分别是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场．两个磁场的磁感应强度大小相同，两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场．在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同

B．从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场

C．从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场

D．从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

两个电荷量分别为q和-q的带电粒子分别以速度V_a和V_b沿射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则（　　）

A．a粒子带负电，b粒子带正电

B．两粒子的轨道半径之比R_a：R_b=

：1

C．两粒子的质量之比m_a：m_b=1：2

D．两粒子的速度之比V_a：V_b=1：2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是（　　）

A．匀速直线运动	B．匀变速直线运动
C．平抛运动	D．匀变速曲线运动

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

在如图所示的xoy坐标系中，仅在x轴上方有垂直于xoy平面向里、范围足够大的匀强磁场Ⅰ．质量为m，电荷量为q的负粒子在xoy平面内运动，某时刻经过y轴上y=a的P点，速度方向与y轴正方向夹角为θ=30°，经过时间t₀粒子第一次经过x轴，速度方向与粒子在P点速度方向相反，不计重力．
（1）求粒子运动的速率v₀和磁场Ⅰ的磁感应强度B₁；
（2）若粒子经过P点时，在x轴上方再叠加一个方向垂直于xoy平面的匀强磁场Ⅱ，使粒子能在磁场中做完整的圆周运动，求匀强磁场Ⅱ的磁感应强度B₂的大小和方向；
（3）若粒子经过P点时，加一方向在xoy平面内的匀强电场，粒子在复合场中运动时经过了A（2x₀，y_A）、C（x₀，y_C）两点，如图所示，粒子在A点的动能是P点动能的

，在C点的动能是P点动能的

，求电场强度E的大小和方向．

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，在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域．磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里．一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g．
（1）求此区域内电场强度的大小和方向
（2）若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径．求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离．
（3）当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的

（不计电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小．