练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （l0分）磁聚焦被广泛的应用在电真空器件中，如图所示，在坐标中存在有界的匀强聚焦磁场，方向垂直坐标平面向外，磁场边界PQ直线与x轴平行，距x轴的距离为，边界POQ的曲线方程为。且方程对称y轴，在坐标x轴上A处有一粒子源，向着不同方向射出大量质量均为m、电量均为q的带正电粒子，所有粒子的初速度大小相同均为v，粒子通过有界的匀强磁场后都会聚焦在x轴上的F点．已知A点坐标为（－a，0），F点坐标为（a，0）．不计粒子所受重力和相互作用求：

    （1）匀强磁场的磁感应强度；
    （2）粒子射入磁场时的速度方向与x轴的夹角为多大时，粒子在磁场中运动时间最长，最长对间为多少？
    （1）（2）射入角度为60°时，运动时间最长，最长时间

    试题分析：（1）设磁场的磁感应强度为，粒子在磁场中做圆周运动的半径为，圆心为，从处射出磁场，其坐标为，因相似于    

    可得    
    且的曲线方程为
    解得：   
    因    
    解得：    
    （2）设粒子射入磁场时的速度方向与轴夹角为θ时，粒子在磁场中运动的轨迹与相切，则运动的时间最长，最长时间为，由几何知识得


    解得：        
    且          
    解得：  
    点评：此类题型考察了带电粒子在磁场中的偏转，这类题型的关键就是能够通过其轨迹顺利找到几何关系。通常确定粒子在磁场中的偏转轨迹的做法是：根据左手定则判断运动方向，即定圆心，然后画出满足题意的轨迹，即画轨迹，然后通过几何知识找出定量关系，从而为解题奠定基础。
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    半径为R的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为(　　)
    A．　　　　　 B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 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。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，四者相互平行），磁感应强度大小均为B，矩形区域的长度足够长，两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上的O1处以大小不同的速度沿与O1A成α＝30°角进入磁场（如图所示，不计粒子所受重力），当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0；当速度为v0时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间为。求：

    ⑴粒子的比荷；
    ⑵磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d；
    ⑶速度为v0的粒子从O1到DD′所用的时间。

    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，在光滑的水平桌面内有一直角坐标系xOy，在y轴正半轴与边界直线MN间有一垂直于纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场，直线MN平行于y轴，N点在x轴上，在磁场中放置一固定在短绝缘板，其上表面所在的直线过原点O且与x轴正方向成α=30°角，在y轴上的S点左侧正前方处，有一左端固定的绝缘轻质弹簧，弹簧的右端与一个质量为m，带电量为q的带电小球接触（但不栓接），弹簧处于压缩锁定状态，在某时刻解除锁定，带电小球将垂直于y轴从S点射入磁场，垂直打在绝缘板上，并以原速率反向弹回，然后经过直线MN上的P点并垂直于MN向右离开磁场，在x轴上有一点Q，已知NP=4L，NQ=3L，则：
     
    （1）小球带何种电荷？小球从S进入磁场后经多长时间打在绝缘板上？
    （2）弹簧解除锁定前的弹性势能是多少？
    （3）如果在直线MN的右侧加一方向与桌面平行的匀强电场，小球在电场力的作用下最后在Q点垂直击中x轴，那么，该匀强电场的电场强度是多少？方向如何？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    边长为a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以不同的初速度从同一位置水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则初速度vA：vC=____；所经历的时间之比tA：tB=____。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点，如图甲所示，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计。

    (1)设粒子的电荷量为q，质量为m。求该粒子的比荷；
    (2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求磁场区域的半径应满足的条件。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，C、D为平行正对的两金属板，在D板右方一边长为l＝6.0 cm的正方形区域内存在匀强磁场，该区域恰好在一对平行且正对的金属板M、N之间，M、N两板均接地，距板的右端L＝12.0 cm处放置一观察屏．在C、D两板间加上如图乙所示的交变电压，并从C板O处以每秒1 000个的频率均匀的源源不断地释放出电子，所有电子的初动能均为Ek0＝120 eV，初速度方向均沿OO′直线，通过电场的电子从M、N的正中间垂直射入磁场．已知电子的质量为m＝9.0×10－31 kg，磁感应强度为B＝6.0×10－4 T．问：
    (1) 电子从D板上小孔O′点射出时，速度的最大值是多大？
    (2) 电子到达观察屏(观察屏足够大)上的范围有多大？
    (3) 在uCD变化的一个周期内，有多少个电子能到达观察屏？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲中所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′且正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．有一束正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场．已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求：

    小题1:磁感应强度B0的大小；
    小题2:要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案