如圖19（a）所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，內(nèi)外圓間的電勢差U為常量，R1=R0，R2=3R0，一電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計重力。

（1）已知粒子從外圓上以速度v1射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度v0的大小。

（2）若撤去電場，如圖19（b），已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度v2射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

（3）在圖19（b）中，若粒子從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度已知為B的磁場，要使粒子一定能夠從外圓射出，則速度大小v3應(yīng)大于多少？

解：

（1）粒子從A點(diǎn)射出后到外界邊界射出過程，由動能定理得

   ①  解得  ②

  （2）撤去電場后，作出粒子的運(yùn)動軌跡如答圖1，設(shè)粒子運(yùn)動的軌道半徑為r，由牛頓第二定律         ③

由幾何關(guān)系可知，粒子運(yùn)動的圓心角為900，則

    得   ④                

       聯(lián)立③④得     ⑤

勻速圓周運(yùn)動周期  ⑥

粒子在磁場中運(yùn)動時間  ⑦

          聯(lián)立③⑤⑥⑦，得        ⑧

   （3）要使粒子一定能夠從外圓射出，粒子剛好與兩邊界相切，軌跡如由③可知，R越大,B越小。與磁場邊界相切的圓的最大半徑為

   R==2 ⑨設(shè)此過程的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1， 由牛頓第二定律  ⑩

 由⑨⑩，得     ⑾還有一種情況如圖所示

所以速度大小v3應(yīng)滿足：或

答：（1）v0=（2）    

（3）或36.(18分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：新人教版高三物理選修3-1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專項練習(xí)（帶解析） 題型：計算題

（2011·廣東理綜·T35）如圖19（a）所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為和的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，內(nèi)外圓間的電勢差U為常量，,一電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計重力。
（1）已知粒子從外圓上以速度射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度的大小
（2）若撤去電場，如圖19（b）,已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間
（3）在圖19（b）中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度大小為，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：新人教版高三物理選修3-1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專項練習(xí)（解析版） 題型：計算題

（2011·廣東理綜·T35）如圖19（a）所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為和的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，內(nèi)外圓間的電勢差U為常量，,一電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計重力。

（1）已知粒子從外圓上以速度射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度的大小

（2）若撤去電場，如圖19（b）,已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間

（3）在圖19（b）中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度大小為，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少？

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19（a）所示，在以O為圓心，內(nèi)外半徑分別為和的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，內(nèi)外圓間的電勢差U為常量，,一電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計重力。

（1）已知粒子從外圓上以速度射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度的大小

（2）若撤去電場，如圖19（b）,已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間

（3）在圖19（b）中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度大小為，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19（a）所示，在以O為圓心，內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，內(nèi)外圓間的電勢差U為常量，R1=R0，R2=3R0，一電荷量為+q，質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計重力。

（1）已知粒子從外圓上以速度v1射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度v0的大小。

（2）若撤去電場，如圖19（b），已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度v2射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

（3）在圖19（b）中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度大小為v3，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案