4.如圖所示,一束電子的電荷量為e,以速度v垂直磁感應強度為B,寬度為d的勻強磁場中,穿過磁場時的速度方向與原來電子入射方向的夾角為30,則電子的質(zhì)量是多少,電子穿過磁場的時間是多少.

分析 (1)電子垂直射入勻強磁場中,只受洛倫茲力作用做勻速圓周運動,畫出軌跡,由幾何知識求出軌跡的半徑,由牛頓第二定律求出質(zhì)量.
(2)由幾何知識求出軌跡所對的圓心角α,由t=$\frac{α}{360°}$T求出時間.

解答 解:(1)電子在磁場中運動,只受洛倫茲力作用,故其軌跡是圓弧的一部分,
又因為F⊥v,故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向的交點上,設圓心為O點.如圖所示.
由幾何知識可知,圓心角θ=30°,電子的軌道半徑:r=$\frac8xbh2jk{sin30°}$=2d,
洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力,
由牛頓第二定律得:evB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得:m=$\frac{2eBd}{v}$;             
(2)電子穿過磁場的時間是:t=$\frac{θ}{360°}$T=$\frac{30°}{360°}$×$\frac{2πr}{v}$=$\frac{πd}{3v}$;
答:電子的質(zhì)量是$\frac{2eBd}{v}$,電子穿過磁場的時間是$\frac{πd}{3v}$.

點評 本題是帶電粒子在勻強磁場中圓周運動問題,關(guān)鍵要畫出軌跡,根據(jù)圓心角求時間,由幾何知識求半徑是常用方法.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.在水平地面上有一個質(zhì)量為8.3kg的物體,在與水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下,從靜止開始運動,經(jīng)過一段時間后撤去拉力F,又經(jīng)過一段時間后,物體停止運動.用儀器測量數(shù)據(jù)并用電腦描繪出物體全過程的v-t圖象如圖所示,請你根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)求:(g=10m/s2、sin37°=0.6、cos37°=0.8)
(1)物體與地面的動摩擦因數(shù)為多大?
(2)拉力F為多大?
(3)物體做直線運動的總位移.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.現(xiàn)在傳送帶傳送貨物已被廣泛地應用,如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖.緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v=1m/s運行,一質(zhì)量為m=4kg的物體被無初速度地放在A處,傳送帶對物體的滑動摩擦力使物體開始做勻加速直線運動,隨后物體又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離L=2m,g取10m/s2.求
(1)物體在傳送帶上運動的時間;
(2)如果提高傳送帶的運行速率,物體就能被較快地傳送到B處,求傳送帶對應的最小運行速率.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.下列說法中正確的是( 。
A.只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力
B.輕桿不同于輕繩,彈力的方向可以不在桿的直線方向上
C.水杯放在水平桌面上受到一個向上的彈力,這是因為水杯發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
D.只有受彈簧作用的物體才受到彈力

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

19.圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小.

(1)試驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下還需要進行的一項操作是B
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動.
(2)圖2是試驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=0.43m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.某電容器上標有“1.5μF,9V”,則該電容器( 。
A.所帶電荷量不能超過1.5×10-6CB.所帶電荷量不能超過1.35×10-5C
C.所加的電壓不應超過9VD.該電容器的擊穿電壓為9V

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

16.在研究平拋物體運動的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=1.25cm,若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為V0=2$\sqrt{gL}$(用L、g表示),其值是0.7m/s(提示:$\sqrt{0.1225}$=0.35,取g=9.8m/s2).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.關(guān)于速度和加速度,下列說法中正確的是( 。
A.質(zhì)點加速度大,速度也一定大
B.加速度大,質(zhì)點速度變化快
C.質(zhì)點速度變化越大,其加速度也一定越大
D.加速度為0,質(zhì)點的速度也一定為0

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.關(guān)于自由落體運動,下列說法正確的是( 。
A.物體從靜止開始豎直下落的運動是自由落體運動
B.自由落體運動是一種理想的運動
C.在任何相等時間內(nèi)速度變化相同
D.在任何相等時間內(nèi)發(fā)生的位移相同

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