[题目]如图甲所示的矩形区域abcd内存在着如图乙所示的磁场.规定磁场方向垂直纸面向里为正.其中bc=2ab=2l.e为bc边界上的一点.且．重力可忽略不计的正粒子从d点沿dc方向以初速度v0射入磁场.已知粒子的比荷为k.求:(1)如果在0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的e点离开.则磁场的磁感应强度B0应为多大?(2)如果磁场� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】如图甲所示的矩形区域abcd内存在着如图乙所示的磁场（包括边界），规定磁场方向垂直纸面向里为正，其中bc=2ab=2l，e为bc边界上的一点，且．重力可忽略不计的正粒子从d点沿dc方向以初速度v0射入磁场，已知粒子的比荷为k。求：

(1)如果在0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的e点离开，则磁场的磁感应强度B0应为多大？

(2)如果磁场的磁感应强度，欲使在小于半个周期的任意时刻射入磁场的粒子均不能由ad边离开磁场，则磁场的变化周期T0应满足什么条件？

(3)如果磁场的磁感应强度，在bc边的右侧加一垂直bc边向左的匀强电场，0时刻射入磁场的粒子刚好经过T0垂直bc边离开磁场，经过一段时间又从a点离开磁场区域，则电场强度E以及粒子在电场中的路程x分别为多大？

【答案】(1) (2)

(3);

【解析】试题分析：画出粒子运动轨迹，根据几何关系求出半径，由洛伦兹力提供向心力即可求出磁场的磁感应强度；画出粒子恰好不从ad边离开磁场的临界轨迹，求出运动的时间，当粒子运动时间等于磁场变化半个周期的时间时，恰好与ad边相切，磁场变化的周期要小于等于临界周期，才能满足题设条件；画出满足题意的粒子运动轨迹，0时刻射入磁场的粒子刚好经过垂直bc边离开磁场，则经过粒子旋转圆周，第二个粒子继续旋转圆周，要想粒子能从a点离开，在电场中运动时间至少，考虑周期性，电场中运动时间为（n取整数），由牛顿定律和匀变速直线运动的规律即可求解电场强度E以及粒子在电场中的路程．

（1）由题意作出粒子的运动轨迹，如图1所示，

在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有，由几何关系，有

解得，由于，解得；

（2）由可知，粒子运动的半径为，临界情况为粒子从t=0时刻射入，并且轨迹恰好与ad边相切，如图2所示

圆周运动的周期为；

由几何关系可知，内，粒子转过的圆心角为；

对应运动时间为，应满足，联立可得：
（3）根据题意画出粒子的运动轨迹如图3所示

由题意有：，得，在电场中有

往返一次用时为；

应有，可得，（n=0，1，2…）；

运动的路程为：，（n=0，1，2，3…）

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： 题型：

【题目】用回旋加速器分别加速某一元素的一价正离子和二价正离子，粒子开始释放的位置均在A点，加速电压相同，则关于一价正离子和二价正离子的加速，下列说法不正确的是（　　）

A. 获得的最大速度之比为1：2

B. 获得的最大动能之比为1：4

C. 加速需要的交变电压的频率之比为2：1

D. 经加速电场加速的次数之比为1：2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图实-1所示。

（1）为了测量遏止电压与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向____闭合。（填“ab”或“cd”）

（2）如果实验所得图象如图实2所示，其中、、为已知量，元电荷带电量为e，那么：

①只需将____与普朗克常量h进比较，若在误差许可的范国内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。

②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为_________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_______。

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量和势能变化量

C．速度变化量和高度变化量

②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_________。

A．交流电源

B．刻度尺

C．天平（含砝码）

③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。

已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量＝_____，动能变化量＝_____。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一辆货车正以12m/s的速度在平直公路上前进，发现有货物掉下后，立即松开油门以大小为的加速度做匀减速直线运动，货车开始做匀减速直线运动的同时，在其后面16m处一辆自行车上的人立即拾到货物从静止出发，以的加速度同方向追赶货车，已知自行车能达到的最大速度为8m/s，求：

(1)货车做匀减速运动的位移大小；

(2)自行车至少经过多次时间能追上货车；

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是

A. 若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向

B. 若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向

C. 若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势

D. 若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是 ( )

A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30，盘面上离转轴距离L处有小物体与圆盘保持相对静止，绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，角速度为ω时，小物块刚要滑动，物体与盘面间的动摩擦因数为 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是( )