【題目】如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B=0.15T,方向垂直紙面向內(nèi),處于半徑為R=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi),勻強磁場的最左端與y軸相切于坐標原點O。在圓形磁場的最右端有一光屏與圓形磁場相切于A點。坐標原點O有一粒子源,沿紙面向各個方向以相同的速率v0=3×106m/s發(fā)射正粒子,已知粒子的比荷,不計粒子的重力。試求:

(1)沿著x軸正方向射出的粒子通過磁場后擊中光屏的點與A點距離

(2)沿什么方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的時間最長,最長時間是多少

(3)若粒子發(fā)射方向沿+X軸方向,磁場可繞O點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動,為使得粒子擊中光屏的點與A點距離最大,求磁場繞O點轉(zhuǎn)過的角度,并求最大距離。

【答案】(1)(2)與x軸成角時,在磁場中運動時間最大。(3)

【解析】

試題分析:(1)帶電粒子在磁場中運動半徑r滿足:

由①解得

帶電粒子運動軌跡如圖(a)所示。根據(jù)圖中幾何三角關系列出:

由①-④解答

(2)由圖(a)可知,粒子在磁場中運動的圓心角,根據(jù)帶電粒子在磁場中運動時間與圓心角關系:

由⑤和可知,當弦長d=2R時,圓心角為最大,粒子運動時間最大,滿足:

由⑤解得圓心角,由此得粒子速度方向在第Ⅳ象限,與x軸成角時,在磁場中運動時間最大。

(3)先畫出圓形磁場轉(zhuǎn)動角情形下帶電粒子在磁場中運動情形,如圖(b)所示,由圖中幾何和三角關系列出:

由⑦-⑨解答:

由⑩可知,當角最大時,y也最大。當帶電粒子入射點和射出點剛好在一條直徑上時,角最大。

(11)

由⑧⑨解得。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,抗震救災運輸機在某場地卸放物資時,通過傾角為300的固定光滑斜軌道面進行。有一件質(zhì)量為m=2.0kg的小包裝盒,由靜止開始從斜軌道的頂端A滑至底端B,然后又在水平面上滑行一段距離后停下。若A點距離水平面的高度h=5.0m,重力加速度g10m/s2,求:

1)包裝盒由A滑到B所經(jīng)歷的時間;

2)若地面的動摩擦因數(shù)為0.5,包裝盒在水平地面上還能滑行多遠?(不計斜面和地面接觸處的能量損耗)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,MN、PQ 為兩條平行的水平放置的金屬導軌,左端接有定值電阻R,金屬棒ab 斜放在兩導軌之間,與導軌接觸良好,磁感應強度為B 的勻強磁場垂直于導軌平面,設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為L,金屬棒與導軌間夾角為60°,以速度v 水平向右勻速運動,不計導軌和棒的電阻,則流過金屬棒中的電流為( )

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場,各處的磁感應強度大小均為B,圓臺母線與豎直方向的夾角為θ。一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬圓環(huán)位于圓臺底部。圓環(huán)中維持恒定的電流I,圓環(huán)由靜止向上運動,經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合,圓環(huán)上升的最大高度為H。已知重力加速度為g,磁場的范圍足夠大。在圓環(huán)向上運動的過程中,下列說法正確的是

A.在最初t時間內(nèi)安培力對圓環(huán)做的功為mgH

B.圓環(huán)運動的最大速度為

C.圓環(huán)先做勻加速運動后做勻減速運動

D.圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于運動和力,正確的說法是 [ ]

A. 物體速度為零時,合外力一定為零

B. 物體作曲線運動,合外力一定是變力

C. 物體作直線運動,合外力一定是恒力

D. 物體作勻速運動,合外力一定為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=3s時并排行駛,則

A. t=1s時,甲車在乙車后

B. t=0時,甲車在乙車前7.5m

C. 兩車另一次并排行駛的時刻是t=2s

D. 甲、乙兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象,圖中R0表示該電阻在0℃時的電阻值,已知圖線的斜率為k 。若用該電阻與電池(電動勢為E、內(nèi)阻r)、理想電流表A、滑動變阻器R 串聯(lián)起來,連接成如圖乙所示的電路。用該電阻做測溫探頭,把電流表A的電流刻度改為相應的溫度刻度,就得到了一個簡單的金屬電阻溫度計。

(1)根據(jù)圖甲,溫度為t(t>0℃)時電阻R的大小為___________________。

(2)在標識金屬電阻溫度計的溫度刻度時,需要弄清所測溫度和電流的對應關系。請用E、R0、R(滑動變阻器接入電路的阻值)、k等物理量表示待測溫度t與電流I的關系式

t____________________________

(3)如果某次測量時,指針正好指在在溫度刻度的10℃到20℃的正中央,則測量值________15℃(填大于、小于等于)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列對電現(xiàn)象及規(guī)律的認識中,正確的是:

A. 自然界中只存在正、負兩種電荷; B. 同種電荷互相吸引,異種電荷互相排斥;

C. 摩擦起電說明了電荷可以創(chuàng)造; D. 點電荷之間距離越大,則靜電力也越大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學設計了一個電磁天平,如圖1所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m,豎直邊長H=0.3m,匝數(shù)為。線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi),磁感應強度,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量。(重力加速度取

(1)為使電磁天平的量程達到0.5kg,線圈的匝數(shù)至少為多少

(2)進一步探究電磁感應現(xiàn)象,另選匝、形狀相同的線圈,總電阻,不接外電流,兩臂平衡,如圖2所示,保持不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場,且磁感應強度B隨時間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾?/span>。當掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時,天平平衡,求此時磁感應強度的變化率

查看答案和解析>>

同步練習冊答案