如圖16所示,在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,以MN為界,上部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,B1=2B2=2B0,方向均垂直紙面向內(nèi),且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大.在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻該離子分解成為帶電的粒子A和不帶電的粒子B,粒子A質(zhì)量為m、帶電荷量為q,以平行于界線MN的速度向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)界線MN時(shí)的速度方向與界線成60°角,進(jìn)入下部分磁場(chǎng).當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí),恰好又與粒子A相遇.不計(jì)粒子的重力,求:

圖16

(1)P、Q兩點(diǎn)間距離;?

(2)粒子B的質(zhì)量.

解析：(1)粒子A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,設(shè)粒子A的速度為v0,在MN上方運(yùn)動(dòng)半徑為R1,運(yùn)動(dòng)周期為T1,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式,

解得R1=

同理,粒子A在MN下方運(yùn)動(dòng)半徑R2和周期T2分別為:

粒子A由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到MN邊界時(shí)與MN的夾角為60°,如圖所示,則有R1-h=R1cos60°　

得到:R1=2h,R2=4h.?

PQ間的距離為?d=2R2sin60°-2R1sin60°=2 h.?

(2)粒子A從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為?

設(shè)粒子B的質(zhì)量為M,從P點(diǎn)到Q點(diǎn)速度為v　

mv0=4qB0h?

根據(jù)動(dòng)量守恒定律?mv0-Mv=0，


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：

如圖16所示，長(zhǎng)為2L的板面光滑且不導(dǎo)電的平板小車C放在光滑水平面上，車的右端有塊擋板，車的質(zhì)量mc=4m,絕緣物塊B的質(zhì)量mb=2m.若B以一定速度沿平板向右與C車的擋板相碰，碰后小車的速度總等于碰前物塊B速度的一半.今在靜止的平板車的左端放一個(gè)帶電荷量為+q、質(zhì)量為ma=m的物塊A，將物塊B放在平板車的中央，在整個(gè)空間加上一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，金屬塊A由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A以v0速度與B發(fā)生碰撞后，A以的速率反彈回來(lái)，B向右運(yùn)動(dòng).（A、B均可當(dāng)質(zhì)點(diǎn)看待，碰撞時(shí)間極短，可不計(jì)）

圖16

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.?

（2）若A第二次和B相碰，判斷是在B和C相碰之前還是相碰之后發(fā)生.

（3）A從第一次與B相碰到第二次與B相碰這個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)A做了多少功？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖16所示,在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,以MN為界,上部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,B1=2B2=2B0,方向均垂直紙面向內(nèi),且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大.在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻該離子分解成為帶電的粒子A和不帶電的粒子B,粒子A質(zhì)量為m、帶電荷量為q,以平行于界線MN的速度向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)界線MN時(shí)的速度方向與界線成60°角,進(jìn)入下部分磁場(chǎng).當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí),恰好又與粒子A相遇.不計(jì)粒子的重力,求:

圖16

(1)P、Q兩點(diǎn)間距離;?

(2)粒子B的質(zhì)量.

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江蘇省徐州市高二上學(xué)期期末考試物理試卷（選修）（帶解析） 題型：計(jì)算題

(16分)如圖甲所示，在軸右側(cè)加有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度=1T。從原點(diǎn)處向第Ⅰ象限發(fā)射一比荷 =1×104C/kg的帶正電的粒子(重力不計(jì))，速度大小=103m/s，方向垂直于磁場(chǎng)且與軸正方向成300角。


(1)求粒子在該勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和在該磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
(2)若磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示(垂直于紙面向外為正方向)，s后空間不存在磁場(chǎng)．在=0時(shí)刻，粒子仍從點(diǎn)以與原來(lái)相同的速度射入，求粒子從點(diǎn)射出后第2次經(jīng)過(guò)軸時(shí)的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場(chǎng)力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過(guò)0.75ｓ再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問(wèn)

（１）  電場(chǎng)強(qiáng)度Ｅ的大小是多少？

（２）  兩小球的質(zhì)量之比是多少？

 

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年高考物理熱點(diǎn)預(yù)測(cè)專題7電場(chǎng)和磁場(chǎng) 題型：計(jì)算題

 如圖16所示，在足夠大的空間內(nèi)，同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比，所受重力與電場(chǎng)力的大小相等，小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上，小球1向右以的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過(guò)0.75ｓ再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終在同一豎直平面內(nèi)。（ｇ＝10）問(wèn)

（１）  電場(chǎng)強(qiáng)度Ｅ的大小是多少？

（２）  兩小球的質(zhì)量之比是多少？

 

 

 

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