练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    (9分) 如图所示，在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板，其上有一小孔P，OP=0.5m．现有一质量m=4×10－20kg、电荷量q=+2×10－14C的粒子，从小孔以速度v0=3×104m/s水平射向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上，粒子重力不计．求：

    （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
    （2）粒子在磁场中运动的时间；
    （3）圆形磁场区域的最小半径．

    （1）0.3m （2） （3）0.15m

    解析试题分析：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
                    (2分)
    解得    R=0.3ｍ             （1分）
    （2）带电粒子进磁场的初速度方向水平向右，离开磁场的末速度垂直AO斜向下，速度偏向角为，所以匀速圆周运动的圆心角也为60°，运动的时间为T/6，
    又，粒子在磁场中运动的时间为               （2分）
    解得              （1分）
    （3）根据粒子做匀速圆周运动圆心角为60°，可求得对应圆弧的弦长为R，最小的圆形区域即以该弦长作为直径，所以圆形磁场区域的最小半径rmin==0.15m             （3分）
    考点：带电粒子在匀强磁场中的运动

    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：计算题

    （10分）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）。一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°。求：

    （1）电子在磁场中运动的轨迹半径r；
    （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
    （3）电子在磁场中运动的时间t。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    在边长为2a的正△ABC内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场，有一带正电q，质量为m的粒子从距A点的D点垂直AB方向进入磁场，如下图所示，求：

    (1)粒子速率应满足什么条件，粒子能从AB间射出；
    (2)粒子速率应满足什么条件，粒子能从AC间射出。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，图中为回旋加速器的示意图。D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频交流电源上。在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D2盒中。两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出。已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求：

    （1）带电粒子能被加速的最大动能Ek；
    （2）带电粒子在D2盒中第n个半圆的半径；
    （3）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （8分）一带电量大小为q，质量为m的小球，从水平面上a点以初速度v0竖直向上射入如图所示的水平方向匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当地的重力加速度为g。求：

    （1）小球带正电还是负电；
    （2）小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时的速度大小；
    （3）小球运动到离水平面竖直高度为h的b点时，小球所受的磁场力大小。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨M、N水平固定，长为L、阻值为R0的金属棒ab垂直于导轨放置，可紧贴导轨滑动。导轨右侧连接一对水平放置的平行金属板AC，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。轨道处的磁场方向竖直向下，金属板AC间的磁场方向垂直纸面向里，两磁场均为匀强磁场且磁感应强度大小均为B。当ab棒以速度v0向右匀速运动时，一电量大小为q的微粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板的方向进入板间恰好做匀速圆周运动。试求：

    （1）AC两板间的电压U；
    （2）带电微粒的质量m；
    （3）欲使微粒不打到极板上，带电微粒的速度v应满足什么样的条件．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
     
    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1；
    （2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1；
    （3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （15分）甲图为质谱仪的原理图．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．测得G、H间的距离为d，粒子的重力忽略不计．

    （1）设粒子的电荷量为q，质量为m，试证明该粒子的比荷为：；
    （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： 题型：计算题

    （10分）磁谱仪是测量粒子能量（即动能）的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源Ｓ发出质量为m、电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场，被限束光栏Ｑ限制在的小角度内，入射的粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片Ｐ上，形成宽度为Δx的光带。试求入射粒子的能量。（重力影响不计）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案