如圖所示,在某空間實(shí)驗(yàn)室中,有兩個(gè)靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10 T,磁場區(qū)域半徑r= m,左側(cè)區(qū)圓心為O1,磁場向里,右側(cè)區(qū)圓心為O2,磁場向外,兩區(qū)域切點(diǎn)為C.今有質(zhì)量m=3.2×10-26  kg、帶電荷量q=1.6×10-19  C的某種離子,從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v=106  m/s正對O1的方向垂直射入磁場,它將穿越C點(diǎn)后再從右側(cè)區(qū)穿出.求:

1.該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時(shí)間.

2.離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)移距離多大?（側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動(dòng)的距離）.

 

 

【答案】

 

1.

2.

【解析】（1）離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在左右兩區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡是對稱的，如圖所示，設(shè)軌跡半徑為R，圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T。

 

由牛頓第二定律            

  又：   

  聯(lián)立①②得：               

                     

  將已知代入③得R＝2m            

  由軌跡圖知：，即

 則全段軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)間：         

聯(lián)立④⑥并代入已知得

（2）在圖中過向作垂線，聯(lián)立軌跡對稱關(guān)系側(cè)移距離

將已知代入得

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”字樣，首先，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個(gè)與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個(gè)區(qū)域，在這三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B3、B2、B1，其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T，方向如圖所示．在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)，ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對稱的正方形，其邊長a=0.2m．現(xiàn)在界面MN上的A點(diǎn)沿x軸正方向發(fā)射一個(gè)比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子（其重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)，做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均作直線運(yùn)動(dòng)．試求：

（1）粒子自A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小v0；
（2）電場強(qiáng)度E1、E2的大小和方向；
（3）粒子作一次周期性運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，S1、S2是兩個(gè)頻率相同的波源，它們發(fā)出的兩列簡諧橫波在空間相遇，圖中虛線和實(shí)線分別代表某時(shí)刻這兩列波的波谷和波峰，則下列說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?日照一模）某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立．roy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2=一0.1m處有兩個(gè)與z軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，在三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B1、B2、B3其大小滿足B=2=B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示．在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)．ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)．為中心對稱的正方形，其邊長L=0.2m．現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷
qm
=108C/kg的帶正電荷的粒子（其重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)BCD三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)
成一個(gè)“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均做直線運(yùn)動(dòng)．
（1）求電場E1、E2的大小和方向．
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場和磁場，其他條件不變，仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，使粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且運(yùn)動(dòng)周期不變，請?jiān)诖痤}紙中的乙圖上Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內(nèi)重新設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，并畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和你所設(shè)計(jì)的“場”．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”字樣，首先，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個(gè)與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個(gè)區(qū)域，在這三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B3、B2、B1，其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T，方向如圖所示．在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)，ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對稱的正方形，其邊長a=0.2m．現(xiàn)在界面MN上的A點(diǎn)沿x軸正方向發(fā)射一個(gè)比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子（其重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)，做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均作直線運(yùn)動(dòng)．試求：

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（1）粒子自A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小v0；
（2）電場強(qiáng)度E1、E2的大小和方向；
（3）粒子作一次周期性運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源：2008-2009學(xué)年江蘇省淮安市淮陰區(qū)高二（上）期中物理試卷（解析版） 題型：解答題

某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”字樣，首先，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在x1=-0.1m和x2=0.1m處有兩個(gè)與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個(gè)區(qū)域，在這三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B3、B2、B1，其大小滿足B2=2B3=2B1=0.02T，方向如圖所示．在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)，ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對稱的正方形，其邊長a=0.2m．現(xiàn)在界面MN上的A點(diǎn)沿x軸正方向發(fā)射一個(gè)比荷q/m=1.0×108C/kg的帶正電的粒子（其重力不計(jì)），粒子恰能沿圖中實(shí)線運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)B、C、D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)，做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均作直線運(yùn)動(dòng)．試求：

（1）粒子自A點(diǎn)射出時(shí)的速度大小v；
（2）電場強(qiáng)度E1、E2的大小和方向；
（3）粒子作一次周期性運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間．

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