练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线PAQ的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A=90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=
    		2
    L，C是线段PQ的中点．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．
    （1）如果微粒恰好从顶点A第一次射出磁场分界线，则微粒的速度v1为多少；
    （2）如果微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，剐微粒从P点到达Q点所经过的路程s为多少；
    （3）如果在以C为圆心、1.3L为半径的圆外没有磁场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，且微粒经过A点时的速度不与PQ平行，则离子的最大速度vm为多少．
    分析：（1）根据左手定则判断出粒子的偏转方向，作出轨迹图，根据几何关系得出粒子运动的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力，得出微粒的速度大小．
    （2）微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，根据几何的对称性，穿过AP边的次数可能一次，可能两次、三次、四处…作出轨迹图，找出经过路程的规律．
    （3）微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，且微粒经过A点时的速度不与PQ平行，知穿过AP边的次数为奇数次，根据几何关系得出粒子做圆周运动的最大半径．从而根据半径公式得出粒子的最大速度．
    解答：解：（1）带电粒子的运动轨迹如图所示，得运动半径r=L．精英家教网
    根据洛伦兹力提供向心力得，qBv1=m
    v12
    r

    由以上两式得，v1=
    qBL
    m
    ．
    （2）根据穿过AP边的次数分类分析．
    精英家教网
    由上图可知，n=1时，r=L，s=2πr=2πL．
    n=2时，r=
    L
    2
    ，s=2πr=πL．
    n=3时，r=
    L
    3
    ，s=3?2πr=2πL．
    n=4时，r=
    L
    4
    ，s=2?2πr=πL．
    根据以上规律可得，n为奇数时，s=2πL．
    n为偶数时，s=πL．
    （3）根据第（2）问小题可知，n为奇数．
    带电粒子的运动轨迹离C点的最远距离
    x=OC+r=
    		L2+r2
    +r
    分析当x=1.3L时，可得，r=0.265L
    如果x＜1.3L，则带电粒子不会穿过圆形磁场．
    而r=
    L
    n
    ，n为奇数，则n的最小值为5．
    根据v
    qBr
    m
    =
    qBL
    5m
    ．
    精英家教网
    答：（1）如果微粒恰好从顶点A第一次射出磁场分界线，则微粒的速度v1为v1=
    qBL
    m
    ．
    （2）如果微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，若经过AP边次数为奇数次，则s=2πL．若经过AP边的次数为偶数次，则s=πL．
    （3）离子的最大速度vm为
    qBL
    5m
    ．
    点评：本题考查了带电粒子在磁场中的运动，关键是运用几何知识分析得到粒子运动半径与L的关系，对数学几何能力的要求较高．
    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： 题型：

    （2008?淮安模拟）如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A=90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．
    （1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则场强为多大？
    （2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件？
    （3）求第（2）中微粒从P点到达Q点所用的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?陕西二模）如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A=90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．
    （1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则场强为多大？方向如何？
    （2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件？
    （3）求第（2）中微粒从P点到达Q点所用时间的最小值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A=90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．
    （1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，求其电场强度．
    （2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件？
    （3）求第（2）中微粒从P点到达Q点所用时间的最小值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，空间某平面内有一条折线是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小都为B．折线的顶角∠A＝90°，P、Q是折线上的两点，AP=AQ=L．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出，不计微粒的重力．

    （1）若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则场强为多大？方向如何？

    （2）撤去电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度v应满足什么条件？

    （3）求第（2）中微粒从P点到达Q点所用时间的最小值．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案