在水平面上有一沿y軸放置的長(zhǎng)為L=1m的細(xì)玻璃管，在管底有光滑絕緣的帶正電的小球．在第一象限中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示。已知管沿x軸以v＝1m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，帶電小球的荷質(zhì)比為，不計(jì)小球的重力。求：
（1）帶電小球從管底到飛出管口時(shí)所用的時(shí)間是多少？
（2）帶電小球離開磁場(chǎng)時(shí)的位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離是多少？
（3）帶電小球從剛離開管口后到離開磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間是多少？
（1）t=2s
（2）
（3）
小球在離開管之前隨管向右以v平動(dòng)，同時(shí)沿管壁做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。
（1）設(shè)小球的質(zhì)量為m，加速度為a，受到的洛倫茲力為
由牛頓第二定律有    ①
而     ②
小球飛出管口所有時(shí)間為t，則     ③
聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)解得：t="2s"     ④
（2）小球飛出管口時(shí)沿管壁方向的速度為  ⑤
飛出時(shí)的合速度為   ⑥
合速度的方向與x軸夾角為θ，，θ＝45°⑦
又設(shè)小球以在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由牛頓第二定律有
         ⑧
聯(lián)立②⑥⑧式并代入數(shù)據(jù)解得：   ⑨
又小球飛出管口時(shí)，在x方向上移動(dòng)的距離為
。
如答圖所示，由幾何知識(shí)可知，小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心在y軸上（圖中O點(diǎn)），圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為135°。

所以，帶電小球離開磁場(chǎng)時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為
。
（3）小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
，
代入數(shù)據(jù)解得：T=4s。
所以，帶電小球從離開管口到離開磁場(chǎng)所用的時(shí)間是：
。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，某空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1．0×102V／m，一塊足夠大的接地金屬板水平放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在金屬板的正上方高度h=0．80m的C處有一粒子源，可在紙面內(nèi)向水平線以下的各個(gè)方向均勻放出帶電粒子，帶電粒子的初速度，質(zhì)量為，電荷量為，粒子最終落在金屬板上。若不計(jì)粒子重力，求：
（1）粒子源所在處C點(diǎn)的電勢(shì)；
（2）帶電粒子打在金屬板上時(shí)的動(dòng)能；
（3）若只將電場(chǎng)換為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)分布在半徑為力，圓心在C點(diǎn)的圓形區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0．5T，從粒子源射出的粒子打在金屬板上的范圍。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題


（1）求兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比；
（2）求兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率之比；
（3）求兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的向心加速度之比。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖（甲）所示為一種研究高能粒子相互作用的裝置，兩個(gè)直線加速器均由k個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增長(zhǎng)的金屬圓筒組成（整個(gè)裝置處于真空中。圖中只畫出了6個(gè)圓筒，作為示意），它們沿中心軸線排列成一串，各個(gè)圓筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端。設(shè)金屬圓筒內(nèi)部沒有電場(chǎng)，且每個(gè)圓筒間的縫隙寬度很小，帶電粒子穿過(guò)縫隙的時(shí)間可忽略不計(jì)。為達(dá)到最佳加速效果，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)至粒子穿過(guò)每個(gè)圓筒的時(shí)間恰為交流電的半個(gè)周期，粒子每次通過(guò)圓筒間縫隙時(shí)，都恰為交流電壓的峰值。
質(zhì)量為m、電荷量為e的正、負(fù)電子分別經(jīng)過(guò)直線加速器加速后，從左、右兩側(cè)被導(dǎo)入裝置送入位于水平面內(nèi)的圓環(huán)形真空管道，且被導(dǎo)入的速度方向與圓環(huán)形管道中粗虛線相切。在管道內(nèi)控制電子轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3……An，共n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓周上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線和細(xì)虛線了幾個(gè)），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是磁感應(yīng)強(qiáng)度和方向均相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域都是直徑為d的圓形。改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。經(jīng)過(guò)精確的調(diào)整，可使電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過(guò)每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的一條直徑的兩端，如圖（乙）所示。這就為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備。
（1）若正電子進(jìn)入第一個(gè)圓筒的開口時(shí)的速度為v0，且此時(shí)第一、二兩個(gè)圓筒的電勢(shì)差為U，正電子進(jìn)入第二個(gè)圓筒時(shí)的速率多大？
（2）正、負(fù)電子對(duì)撞時(shí)的速度多大？
（3）為使正電子進(jìn)入圓形磁場(chǎng)時(shí)獲得最大動(dòng)能，各個(gè)圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件？
（4）正電子通過(guò)一個(gè)圓形磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，A是一塊水平放置得鉛板的截面，其厚度為d。MM´和NN´是一重力可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)方向垂直，并且粒子垂直穿過(guò)鉛板。軌跡MM´的半徑為r，軌跡NN´的半徑為R，且R > r。求：

（1）粒子穿過(guò)鉛板時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向（回答向上或向下）
（2）粒子帶何電荷。
（3）粒子穿過(guò)鉛板時(shí)所受的平均阻力。
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖1，圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)有一電荷量為q，質(zhì)量為m的正離子從a點(diǎn)沿圓形區(qū)域的直徑入射，設(shè)正離子射出磁場(chǎng)區(qū)域方向與入射方向的夾角為，求此離子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)飛行的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為、方向水平向右，其寬度為；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向外；右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小也為、方向垂直紙面向里.一個(gè)帶正電的粒子(質(zhì)量，電量，不計(jì)重力)從電場(chǎng)左邊緣點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到了點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程.求：
（1）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度；
（2）帶電粒子從點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第一次回到點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E．從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用．求：
（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大�。�
（2）沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間；
（3）與x軸正方向成30°角（如圖所示）射入的質(zhì)子，從離開磁場(chǎng)到達(dá)y軸所需要的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

容器內(nèi)某放射性原子在衰變生成新核過(guò)程中放出一個(gè)粒子，設(shè)該粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，設(shè)粒子從放射源出進(jìn)入平行極板S1窄縫時(shí)初速度近似為零，平板電極S1和S2間的電勢(shì)差為U，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿OX方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OX垂直平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開磁場(chǎng)右邊界MN時(shí)，其速度方向與OX方位的夾角θ=60°，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中．
（1）求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；
（2）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t；
（3）若撤去磁場(chǎng)，并在原磁場(chǎng)區(qū)域加上平行于極板方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子仍然從邊界MN上岸原方向出射，求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大�。�

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