如圖所示，一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子以速度V0從O點沿y軸正方向射入磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從點b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°．粒子的重力不計，試求：

（1）圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積？

（2）粒子在磁場中運動的時間？

（3）b點到O點的距離？


考點：

帶電粒子在勻強磁場中的運動．

專題：

帶電粒子在磁場中的運動專題．

分析：

（1）根據(jù)帶電粒子在磁場中運動時，洛侖茲力提供向心力即可求得半徑；先求出連接粒子在磁場區(qū)入射點和出射點的弦長，要使圓形勻強磁場區(qū)域面積最小，其半徑剛好為L的一半，求出半徑即可求得最小面積．

（2）帶電粒子在磁場中軌跡圓弧對應的圓心角為120°，根據(jù)圓心角與周期的關系即可求解運動時間；

（3）根據(jù)軌跡，由幾何知識求得從b點射出時Ob距離．

解答：

解：（1）帶電粒子在磁場中運動時，洛侖茲力提供向心力，則

其轉(zhuǎn)動半徑為

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，連接粒子在磁場區(qū)入射點和出射點得弦長為：

要使圓形勻強磁場區(qū)域面積最小，其半徑剛好為L的一半，即：

其面積為

（2）帶電粒子在磁場中軌跡圓弧對應的圓心角為120°，帶電粒子在磁場中運動的時間為轉(zhuǎn)動周期的，即有 t===

（3）帶電粒子從O處進入磁場，轉(zhuǎn)過120°后離開磁場，再做直線運動從b點射出時Ob距離：

答：

（1）圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積是

（2）粒子在磁場中運動的時間為．

（3）b點到O點的距離是．

點評：

本題主要考查了帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的問題，知道向心力由洛倫茲力提供，學會利用圓心角去求運動時間，難度適中．

　

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


 “太空粒子探測器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化如下：如圖1所示，輻射狀的加速電場區(qū)域邊界為兩個同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L，電勢為φ1，內(nèi)圓弧面CD的半徑為，電勢為φ2。足夠長的收集板MN平行邊界ACDB，O到MN板的距離OP=L。假設太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場從靜止開始加速，不計粒子間的相互作用和其它星球?qū)αＷ右Φ挠绊憽?/p>

（1）求粒子到達O點時速度的大��；

（2）如圖2所示，在邊界ACDB和收集板MN之間加一個半圓形勻強磁場，圓心為O，半徑為L，方向垂直紙面向內(nèi)，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點進入磁場后有2/3能打到MN板上（不考慮過邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應強度的大��；

（3）同上問，從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點進入磁場后均不能到達收集板MN，求磁感應強度所滿足的條件。試寫出定量反映收集板MN上的收集效率η與磁感應強度B的關系的相關式子。

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖中的實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運動軌跡．粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點，可以判斷（　�。�

　

A．

M點的電勢大于N點的電勢

　

B．

M點的電勢小于N點的電勢

　

C．

粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力

　

D．

粒子在M點受到的電場力小于在N點受到的電場力

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖．帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點初速度為零）后，進入磁感應強度為B的勻強磁場做勻速圓周運動，最后分別打在感光板S上的x1、x2處．圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則（　　）

　

A．

a的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量

　

B．

a的電荷量一定大于b的電荷量

　

C．

a運動的時間大于b運動的時間

　

D．

a的比荷（）大于b的比荷（）

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科目：高中物理 來源： 題型：


一多用電表的歐姆擋有三個倍率，分別是×1Ω、×10Ω、×100Ω．用×10Ω擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準確地進行測量，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準確地進行測量，應換到　　擋．如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，那么缺少的步驟是　歐姆調(diào)零　，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是　　Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：


為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在如圖四個圖中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是（　�。�

　

A．

B．

C．

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在勻強磁場B的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面上放了一根長L，質(zhì)量為m的導線，當通以如圖示方向的電流I后，導線恰能保持靜止，則磁感應強度B可以為（　�。�

　

A．

B=，方向垂直紙面向外

　

B．

B=，方向垂直紙面向里

　

C．

B=，方向豎直向下

　

D．

B=，方向水平向左

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科目：高中物理 來源： 題型：


 (1)如圖為“研究木板與木塊間動摩擦因數(shù)的大小”的實驗裝置圖，將一木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測力計一端固定，另一端與木塊水平相連．

①現(xiàn)要測量木塊和木板之間的滑動摩擦力，要使彈簧測力計的示數(shù)即為木塊和木板之間的滑動摩擦力的大小，要求木板的運動         (填入選項前的字母)

A.必須是勻速直線運動

B.必須是加速直線運動

C.必須是減速直線運動

D.勻速直線運動、加速直線運動、減速直線運動均可

②為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中應測量的有______．(填入選項前的字母)

A.木板的長度L                　 B.彈簧測力計的拉力大小F

C.木板的重力G1                  D.木塊的重力G2

(2)某實驗小組用如圖1所示的電路測定電源電動勢E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱，電源允許輸出的最大電流為0.5A.實驗室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電阻箱(限值范圍0～999.9Ω)；開關、導線若干．

①請根據(jù)圖1的電路圖,在圖2中畫出連線，將實物圖補充完整;

②實驗時，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，得到如下表所示的幾組R、U的數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖3中描出了對應的點，請補充畫出－圖線

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

電阻

R/Ω

60.5

35.2

20.0

13.7

9.9

5.8

4.3

3.5

2.9

2.5

電壓

U/V

2.58

2.43

2.22

2.00

1.78

1.40

1.18

1.05

0.93

0.85

③由在圖3中所描的圖像求出電源的電動勢E=______V，內(nèi)電阻r=____Ω．(保留二位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：


 (1))在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實的是________．

A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數(shù)值

B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核

C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素

D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子

E．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷

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