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如图示,一个质子以速度v进入匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂直.匀强磁场的磁感强度为B,质子的电荷为q,质量为m.质子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,用所给的这些物理量,推导出质子在磁场中做圆周运动的半径R的表达式为______.已知磁场的磁感强度B=6.3×10-2T,质子电荷q=1.6×10-19C,质子质量m=1.7×10-27kg,则计算出质子做圆周运动的周期为______s(保留二位有效数字).
带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,即:qvB=
mv2
R
,所以:R=
mv
qB

又:vT=2πR,所以T=
2πm
qB

代人数据得:T=
2πm
qB
=
2×3.14×1.7×10-27
1.6×1019×6.3×10-2
s=1.1×10-6
s
故答案为:R=
mv
qB
;1.1×10-6
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如题图1所示的坐标系内,在x0(x0>0)处有一垂直工轴放置的挡板.在y轴与挡板之间的区域内存在一个与xoy平珏垂直且指向纸内的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T.位于坐标原点O处的粒子源向xoy平面内发射出大量同种带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均为vo=1.0×106m/s,方向与x轴正方向的夹角为θ,且0≤θ≤90°.该粒子的比荷为
q
m
=1.0×108C/kg
,不计粒子所受重力和粒子间的相互作用,粒子打到挡板上后均被挡板吸收.
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径R:
(2)如题图2所示,为使沿初速度方向与x轴正方向的夹角θ=30°射出的粒子不打到挡板上,则x0必须满足什么条件?该粒子在磁场中运动的时间是多少?
(3)若x0=5.0×10-2m,求粒子打在挡板上的范围(用y坐标表示),并用“”图样在题图3中画出粒子在磁场中所能到达的区域:

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法错误的是(  )
A.三个粒子都带正电荷
B.c粒子速率最小
C.c粒子在磁场中运动时间最短
D.它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷
q
m
=106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
π
15
×10-5s后,电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)图b中t=
5
×10-5s时刻电荷与O点的水平距离
(3)如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin37°=0.60,cos37°=0.80)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平绝缘地面上有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直挡板AC,板高h=9cm,与A端等高处有一水平放置的篮筐,圆形筐口的圆心M离挡板的距离L=3m,AC左端及A端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T;现有一质量m=1×10-3kg、电量q=-1×10-3C、直径略小于小孔宽度的带电小球(视为质点),以某一速度从C端水平射入场中做匀速圆周运动.若球可直接从M点落入筐中,也可与AC相碰后从M点落入筐中,且假设球与AC相碰后以原速率沿碰前速度的反方向弹回弹回,碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,忽略小球运动对电场、磁场的影响.(g=10m/s2,sin53°=0.8),求:
(1)电场强度的大小与方向;
(2)小球运动的最大速率;
(3)若小球与AC碰撞1次后从M点落入筐中,求小球在电场和磁场共存的区域运动的时间(结果中可保留π).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强磁场,电场的方向平行于y轴向下:在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向外,有一质量为m,带有电荷量+q的粒子由电场左侧平行于x轴射入电场,粒子到x轴上A点时,速度方向与x轴的夹角为φ,A点与原点O的距离为d,接着粒子进入磁场,并垂直于OC边离开磁场,不计重力影响,若OC与x轴的夹角也为φ,求:
(1)粒子在磁场中运动速度的大小;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)求带电粒子再次回到y轴所用的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,边长为L的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直于纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为E.质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始释放,OPQ三点在同一水平直线上,OP=L,带电粒子从边界NM上的O′点离开磁场,O′与N点距离为
L
3
,则磁场磁感应强度的可能数值为(不计带电粒子重力)(  )
A.
9
5
2mE
qL
B.3
2mE
qL
C.
12
5
2mE
qL
D.2
2mE
qL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平放置的两平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B1,方向与纸面垂直,电场的场强E=2.0×105V/m,方向竖直向下,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘建立平面直角坐标系xOy,在第一象限内,存在着以AO为理想边界的两个匀强磁场区域,方向如图所示,磁感应强度B2=B3=0.6T,AO和y轴间的夹角θ=30°.一束带负电的粒子,质量不同,带电量q=2.5×10-8C,以v=5×105m/s的水平速度从P点射入板间,沿PQ做直线运动,穿出平行板区域后从y轴上坐标为(0,0.3m)的Q点垂直于y轴射入磁场区域.(粒子的重力不计)
(1)求磁感应强度B1的大小和方向;
(2)若粒子不能穿过AO边界,试确定其质量m应满足的条件;
(3)若m=9.0×10-15kg,求粒子从Q点进入磁场区域开始至第n次通过AO边界时的位置到原点O的距离和该过程经历的时间.(结果可保留π)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

已知某一带负电的粒子以以速度V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向外,有界磁场的宽度为d,粒子飞出磁场时速度的方向变化了30°,﹙粒子的重力不计﹚求:
(1)该粒子的比荷.
(2)粒子在磁场中飞行的时间.﹙结果均用d、B、V0表示﹚

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