如圖所示，以MN為界的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=2B2，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的正粒子，從O點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入B1中．
（1）試畫出此粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡
（2）求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間粒子重新回到O點(diǎn)？
分析：（1）粒子在兩種磁場(chǎng)中只受洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知半徑之比為1：2，根據(jù)左手定則，分析粒子旋轉(zhuǎn)方向，畫出軌跡．
（2）根據(jù)軌跡，確定時(shí)間與周期的關(guān)系，求出粒子重新回到O點(diǎn)的時(shí)間．
解答：解：（1）設(shè)粒子在磁場(chǎng)B1和B2中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2．
則r1=
mv
qB1
，r2=
mv
qB2

由題B1=2B2，得r1：r2=1：2
根據(jù)左手定則判斷可知，粒子在磁場(chǎng)B1中沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，在磁場(chǎng)B2中沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)．則軌跡如圖．
    （2）粒子在磁場(chǎng)B1中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=T1=
2πm
qB1

      粒子在磁場(chǎng)B2中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=
1
2
T2=
πm
qB2

則t=t1+t2=
2πm
qB2

答：（1）粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．
    （2）經(jīng)過(guò)
2πm
qB2
時(shí)間粒子重新回到O點(diǎn)．
點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)考查作圖能力．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，畫軌跡是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵．
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：

（2011?廣安二模）我國(guó)科學(xué)家在對(duì)放射性元素的研究中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，以MN為界，左、右兩邊分別是電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且兩場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為S處平行于MN固定一內(nèi)壁光滑的瓷管PQ，開始時(shí)一個(gè)放射性元素的原子核處在管口P處，某時(shí)刻該原子核平行于界線的方向放出一質(zhì)量為m、帶電量-e的電子，發(fā)現(xiàn)電子在分界線處速度方向與界線成60°角進(jìn)入右邊磁場(chǎng)，反沖核在管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)管另一端Q點(diǎn)時(shí)，剛好俘獲了這個(gè)電子而靜止．求：
（1）瓷管PQ的長(zhǎng)度1；（2）反沖核的質(zhì)量M．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

我國(guó)科學(xué)家在對(duì)放射性元素的研究中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，以MN為界，左、右兩邊分別是磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B和B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為l處平行于MN固定一個(gè)光滑的瓷管PQ，開始時(shí)一個(gè)放射性元素的原子核處在管口P處，某時(shí)刻該原子核沿平行于界線的方向放出一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為-e的電子，發(fā)現(xiàn)電子在分界線處以方向與界線成60°角的速度進(jìn)入右邊磁場(chǎng)（如圖所示），反沖核在管內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)管另一端Q點(diǎn)時(shí)，剛好又俘獲了這個(gè)電子而靜止．求：
（1）電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大�。▋H用l表示）和電子的速度大小；
（2）反沖核的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?南通二模）我國(guó)科學(xué)家在對(duì)放射性元素的研究中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，以MN為界，左、右兩邊分別是磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B和B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為l處平行于MN固定一個(gè)長(zhǎng)為s光滑的瓷管PQ，開始時(shí)一個(gè)放射性元素的原子核處在管口P處，某時(shí)刻該原子核平行于界線的方向放出一質(zhì)量為m、帶電量-e的電子，發(fā)現(xiàn)電子在分界線處速度方向與界線成60°角進(jìn)入右邊磁場(chǎng)，反沖核在管內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)管另一端Q點(diǎn)時(shí)，剛好又俘獲了這個(gè)電子而靜止．求：
（1）電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大小（僅用l表示）和電子的速度大小；
（2）反沖核的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，以MN為界的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1=2B2，一帶電+q、質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)垂直MN進(jìn)入B1磁場(chǎng)，則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間它將向下通過(guò)O點(diǎn)（不計(jì)粒子重力）（　　）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案