如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子沿磁場(chǎng)邊界從A點(diǎn)射入左側(cè)磁場(chǎng)，粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，其中區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)是垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊區(qū)域足夠大，右邊區(qū)域?qū)挾葹?.3d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，區(qū)域Ⅱ是兩磁場(chǎng)間的無(wú)場(chǎng)區(qū)，兩條豎直虛線是其邊界線，寬度為d；粒子從左邊界線A點(diǎn)射入磁場(chǎng)后，經(jīng)過(guò)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后能回到A點(diǎn)，若粒子在左側(cè)磁場(chǎng)中的半徑為d，整個(gè)裝置在真空中，不計(jì)粒子的重力。

(1)求：粒子從A點(diǎn)射出到回到A點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間t

(2)若在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子仍能回到A點(diǎn)，求：電場(chǎng)強(qiáng)度E


解：(1)因粒子從A點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后能回到A點(diǎn)，由對(duì)稱性可知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r＝d

由Bqv＝m    （2分） 

得v＝    （2分）

所以運(yùn)行時(shí)間為t＝＝ （2分）

(2)設(shè)在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加速的粒子到Ⅲ區(qū)的速度為v1由動(dòng)能定理：qEd＝mv－mv2（2分）

設(shè)在區(qū)域Ⅲ內(nèi)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r分析粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示，粒子沿半徑為d的半圓運(yùn)動(dòng)至Ⅱ區(qū)，經(jīng)電場(chǎng)加速后，在Ⅲ區(qū)又經(jīng)半圓運(yùn)動(dòng)返回電場(chǎng)減速到邊界線的A點(diǎn)，此時(shí)設(shè)AN=x

則：    （1分）

此后，粒子每經(jīng)歷一次“回旋”，粒子沿邊界線的距離就減小x，經(jīng)過(guò)n次回旋后能返回A點(diǎn)。必須滿足： （n=1、2、3、……）（3分）

     求得：（n=1、2、3、……）（1分）

半徑r太大可能從右邊飛出磁場(chǎng)，所以必須滿足下面條件：

由，得：   即；……（3分）

由公式：Bqv1＝m；得：（n=4、5、6、……）（2分）

代入得：（n=4、5、6、……）（1分）

 



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：


有一個(gè)帶正電的金屬球殼(厚度不計(jì))，其截面圖如圖a所示, O為球心，球殼P處開(kāi)有半徑遠(yuǎn)小于球半徑的小孔。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，過(guò)P點(diǎn)建立x坐標(biāo)軸，4點(diǎn)是坐標(biāo)軸上的一點(diǎn)，軸上各點(diǎn)電勢(shì)如圖b所示。電子從O點(diǎn)以V0的初速度沿軸方向射出，依次通過(guò)P、A兩點(diǎn)。則下列關(guān)于電子的描述正確的是

A在OP間電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B．在PA間電子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C．在OP間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能均勻增加

D．在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一半圓柱形透明體橫截面如圖所示，O為截面的圓心，半徑R=cm，折射率n=。一束光線在橫截面內(nèi)從AOB邊上的A點(diǎn)以60°的入射角射入透明體，求該光線在透明體中傳播的時(shí)間。（已知真空中的光速c=3．0×108m/s）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在光滑的水平面上有a,b兩球.其質(zhì)量分別是ma,mb, t1時(shí)刻兩球發(fā)生正碰。兩球碰撞前后的v一t圖象如圖所示。下列關(guān)系正確是____。(填選項(xiàng)前的字母)

A. ma=3mb B.3ma = mb

C. ma=2mb D.2ma=mb

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


甲、乙兩車某時(shí)刻由同一地點(diǎn)，沿同一方向開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，若以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，得到兩車的位移—時(shí)間圖像，即x-t圖像如圖所示，甲圖像過(guò)O點(diǎn)的切線與AB平行，過(guò)C點(diǎn)的切線與OA平行，則下列說(shuō)法中正確的是

A．在兩車相遇前，t1時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn)

B．0-t2時(shí)間內(nèi)甲車的瞬時(shí)速度始終大于乙車的瞬時(shí)速度

C．甲車的初速度等于乙車在t3時(shí)刻的速度

D．t3時(shí)刻甲車在乙車的前方

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


氫原子光譜在可見(jiàn)光部分只有四條譜線，它們分別是從n為3、4、5、6的能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的．四條譜線中，一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，則下列說(shuō)法正確的是________(選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分．每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分)

A．紅色光譜是氫原子從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

B．藍(lán)色光譜是氫原子從n＝6能級(jí)或n＝5能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

C．若氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝1能級(jí)躍遷，則能夠產(chǎn)生紅外線

D．若氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射將可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

E．若氫原子從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4﹕1，交流電壓表、電流表均為理想電表．原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中R1為熱敏電阻（溫度升高時(shí)其電阻減�。�，R為定值電阻.下列說(shuō)法正確的是

A．R1處溫度升高時(shí)，變壓器輸入功率增加

B．R1處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)變大

C．原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為（V）

D．變壓器原線圈、副線圈中的交流電的頻率之比為4﹕1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)，變化情況如圖b、c所示，電場(chǎng)強(qiáng)度方向以y軸負(fù)方向?yàn)檎�，磁感�?yīng)強(qiáng)度方向以垂直紙面向外為正．t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O開(kāi)始以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，粒子重力忽略不計(jì)，圖b、c中E0=， ， B0已知．要使帶電粒子在0~4nt0（n∈N）時(shí)間內(nèi)一直在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)，求：

（1）在t0時(shí)刻粒子速度方向與x軸的夾角；

（2）右邊界到O的最小距離；

（3）場(chǎng)區(qū)的最小寬度。

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于波的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的有__________（填入正確選項(xiàng)前的字母。選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。

A．當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不會(huì)發(fā)生變化

B．光波從空氣進(jìn)入水中后，更容易發(fā)生衍射

C．波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，則接收者接收到波信號(hào)的頻率會(huì)比波源頻率低

D．不論機(jī)械波、電磁波，都滿足v=λf，式中三參量依次為波速、波長(zhǎng)、頻率

E．電磁波具有偏振現(xiàn)象

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