【題目】如圖所示，在豎直平面xOy內(nèi)，x軸上方，以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓與坐標(biāo)軸分別交于a、b、c點(diǎn)。abc的同心半圓弧與坐標(biāo)軸交于、、，圓心O與圓弧之間分布著的輻射狀電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿半徑背離圓心向外，圓心O與圓弧電勢(shì)差為U。x軸上方半圓abc外區(qū)域存在著上邊界為y=2R的垂直紙面向里的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。半圓abc內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)。正電粒子的粒子源在O點(diǎn)，粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O被輻射狀的電場(chǎng)由靜止加速后進(jìn)入磁場(chǎng)。從b點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子恰好不能從磁場(chǎng)上邊界射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力以及粒子之間的相互作用，不考慮粒子從磁場(chǎng)返回圓形區(qū)域邊界abc后的運(yùn)動(dòng)。試求：

(1)帶電粒子的比荷；

(2)上邊界y=2R上有帶電粒子射出磁場(chǎng)部分的長(zhǎng)度；

(3)現(xiàn)在只改變磁場(chǎng)高度，磁場(chǎng)上邊界變?yōu)?/span>，試求垂直于磁場(chǎng)上邊界射出磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)由b點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示

由此可得

粒子在電場(chǎng)中加速，有

整理得

(2)帶電粒子從磁場(chǎng)邊界射出y軸，右側(cè)的最大距離x1，如圖乙所示

由幾何關(guān)系可得

y軸左側(cè)最大距離為

帶電離子從磁場(chǎng)上邊界射出的范圍為

(3)帶電粒子垂直磁場(chǎng)上邊界射出，如圖丙所示

由于

因此

又因

因此

則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期

整理得

同理得

因此

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.小球剛接觸彈簧瞬間速度最大

B.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球先失重后超重

C.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小

D.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線放在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，右圖為其截面圖，電流方向如圖所示。若每根導(dǎo)線的電流均為I，每根直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)，在三角形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B，則三根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（ ）

A.0B.BC.2BD.B

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，小車以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量分別為m1、m2，電荷量分別為+q1、+q2的小球G、H通過不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛于車頂O點(diǎn)，．當(dāng)G、H相對(duì)小車靜止時(shí)，下列情況可能出現(xiàn)的是(不計(jì)G、H間的相互作用)(　　)

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管向下滑，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零．若他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑總時(shí)間為3s，，則該消防隊(duì)員

A．下滑過程中的最大速度為4m/s

B．加速與減速過程的時(shí)間之比為1：2

C．加速與減速過程中平均速度大小之比為1：1

D．加速與減速過程的位移之比為1：4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其中斜面傾角θ可調(diào)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz.紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出．

（1）部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶．

B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車．

C．將小車�？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連．

D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔．

上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：________（用字母填寫）．

（2）圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝________s.

（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小的計(jì)算式為v5＝________．

（4）為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a＝____________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】重力大小為G的物體系在OA、OB兩根等長(zhǎng)的輕繩上,輕繩的A端和B端掛在半圓形的支架BAC上,如圖所示。若B端的位置固定,將O繩子的A端沿半圓形支架從豎直位置逐漸靠近水平位置D的過程中,以下說(shuō)法正確的是( )

A. OA繩上的拉力先增大后減小 B. OA繩上的拉力逐漸增大

C. OB繩上的拉力逐漸增大 D. OB繩上的拉力逐漸減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是

A.M帶正電荷，N帶負(fù)電荷

B.M在b點(diǎn)的動(dòng)能大于它在a點(diǎn)的動(dòng)能

C.N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能

D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在水平連線上，其延長(zhǎng)線有b、a兩點(diǎn)。Q1帶正電，檢驗(yàn)電荷+q僅受電場(chǎng)力作用，t＝0時(shí)經(jīng)過b點(diǎn)，然后沿ba向右運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖乙，vb、va分別為檢驗(yàn)電荷經(jīng)過b、a兩點(diǎn)的速度大小。則（　　）

A.Q2帶正電

B.從b點(diǎn)到a點(diǎn)，電荷+q做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)

C.從b點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)全過程，電場(chǎng)力一直對(duì)電荷+q做負(fù)功

D.從b點(diǎn)到a點(diǎn)，電荷+q的電勢(shì)能逐漸增大

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