(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))如圖所示，兩個(gè)同心圓，半徑分別為r和2 r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行．

(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為60°，要想使該粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)第一次通過(guò)A點(diǎn)，則初速度的大小是多少？

(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過(guò)多少？

答案：
解析：

　　解析：(1)如圖所示，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R1，則由幾何關(guān)系得

　　R1＝(2分)

　　由q1B＝m(2分)

　　得1＝(2分)

　　(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R2，

　　則由幾何關(guān)系(2r－R2)2＝R22＋r2(1分)

　　得R2＝3r/4(1分)

　　由q2B＝m(2分)

　　得2＝(1分)


提示：

　　解決帶電粒子的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先要確定圓周平面，畫出大致軌跡，找到圓心，連接半徑若題目中給定了距離，要利用幾何關(guān)系表示出粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，而后利用半徑結(jié)論列出方程，若題目中給定了時(shí)間，要找出圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，利用周期結(jié)論

　　列出方程．


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：

（2009?山東）如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0～3t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓（不考慮極邊緣的影響）．
已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)．上述m、q、l、t0、B為已知量．（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）

（1）求電壓U的大�。�
（2）求
12
t0時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．
（3）何時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限．求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)．
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?西城區(qū)模擬）如圖所示，真空中有直角坐標(biāo)系xOy，P（a，0）是x軸上的一個(gè)點(diǎn)，a為大于0的常數(shù)．在x≥0、y≥0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從P點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)．求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?豐臺(tái)區(qū)一模）1932年美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，解決了粒子的加速問(wèn)題．現(xiàn)在回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)設(shè)備中．

某型號(hào)的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖為俯視圖乙．回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒裝在真空容器中，整個(gè)裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強(qiáng)大磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)在場(chǎng)，且與D形盒盒面垂直．兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．D形盒半徑為R，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．設(shè)質(zhì)子從粒子源A處時(shí)入加速電場(chǎng)的初速度不計(jì)．質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q．加速器接一定涉率高頻交流電源，其電壓為U．加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用．
（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過(guò)狹縫被加速后進(jìn)入D形盒運(yùn)動(dòng)軌道的半徑r1；
（2）求質(zhì)子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間t；
（3）如果使用這臺(tái)回旋加速器加速α粒子，需要進(jìn)行怎樣的改動(dòng)？請(qǐng)寫出必要的分析及推理．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)電量為q的帶電粒子以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度V，從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后，沿初速度方向運(yùn)動(dòng)距離為d，偏轉(zhuǎn)距離為L(zhǎng)從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，如圖所示，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重力可忽略不計(jì)，那么（　　）
A、該粒子帶正電B、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=d/VC、洛侖茲力對(duì)帶電粒子做的功是W=BqVLD、帶電粒子在N點(diǎn)的速度值也為V

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案