如圖所示，半徑R=0.5m的金屬圓筒a內(nèi)同軸放置一半徑稍小的金屬圓筒b，筒a外部有平行于圓筒軸線、范圍足夠大的勻強磁場，磁感應強度B=0.2T。兩圓筒之間加有U=150V的電壓，使兩圓筒間產(chǎn)生強電場。一比荷為的帶正電粒子從緊貼b筒的c點由靜止釋放，穿過a筒上正對c點的小孔，垂直進入勻強磁場（不計粒子重力）。

   （1）求帶電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑；

   （2）若粒子從小孔射出的同時，筒a沿逆時針方向繞軸線高速旋轉(zhuǎn)。為使粒子在不碰到圓筒a的情況下，還能返回到出發(fā)點c，則圓筒a旋轉(zhuǎn)的角速度應滿足什么條件？（忽略筒a旋轉(zhuǎn)引起的磁場變化，不計粒子在兩筒間運動的時間）
 
 


（16分）

解：（1）設粒子從兩圓筒間電場中飛出時速度為v，根據(jù)動能定理得：

   ………………2分

設粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為r，

   ………………2分解得：   ………………2分

   （1）粒子從A點進入磁場，可做出其運動其如圖中虛線所示。利用幾何關系可算得：

    ………………2分

設粒子在磁場中做圓周運動的周期為T，

從A到B所用時間為t，則：

    ………………2分

   ………………2分

設圓筒角速度為為使粒子每次都能從圓筒上的小孔進入電場，則應滿足：

   ………………3分

由以上各式解得：…………1分
 
 


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?淮安三模）如圖所示，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點．一質(zhì)量m=1kg的小車（可視為質(zhì)點），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側(cè)x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運動，當小車運動到O′點時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合．規(guī)定經(jīng)過O點水平向右為x軸正方向．小車與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2．求：
（1）若小球剛好落到A點，求小車運動到O′點的速度．
（2）為使小球剛好落在A點，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度應為多大．
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?廣東）如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點A．一質(zhì)量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運動，運動4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點．求A、C間的距離（取重力加速度g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道豎直固定，軌道末端水平，其右方有橫截面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂端與軌道最低點B等高，下部有一小孔，距 頂端h=0.8m，轉(zhuǎn)筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)，開始時小孔也在這一平面內(nèi)的圖示位置．現(xiàn)使一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊自最高點A由靜止開始沿圓弧軌道滑下，到達軌道最低點B時轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動起來，且小物塊最終正好進入小孔．不計空氣阻力，g取l0m/s2，求：
（1）小物塊到達B點時對軌道的壓力大��；
（2）轉(zhuǎn)筒軸線距B點的距離L；
（3）轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動的角速度ω

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，半徑r=0.8m的光滑圓軌道被豎直固定在水平地面上，圓軌道最低處有一質(zhì)量為0.4kg的小球（小球的半徑比r小很多）．現(xiàn)給小球一個水平向右的初速度v0，下列關于在小球的運動過程中說法正確的是（g取10m/s2）（　　）
A、v0≤4m/s可以使小球不脫離軌道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脫離軌道
C、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動，在最低點與最高點對軌道的壓力之差為24N
D、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動，在最低點與最高點對軌道的壓力之差為20N

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點，O為圓弧圓心，D為圓弧最低點，斜面體ABC固定在地面上，頂端B安裝一定滑輪，一輕質(zhì)軟細繩跨過定滑輪（不計滑輪摩擦）分別連接小物塊P、Q（兩邊細繩分別與對應斜面平行），并保持P、Q兩物塊靜止．若PC間距為L1=0.25m，斜面MN粗糙且足夠長，物塊P質(zhì)量m1=3kg，與MN間的動摩擦因數(shù)μ=
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，（sin37°=0，6，cos37°=0.8，g=l0m/s2），求：
（1）小物塊Q的質(zhì)量m2；
（2）剪斷細線，物塊P第一次過M點的速度大�。�
（3）剪斷細線，物塊P第一次過M點后0.3s到達K點（未畫出），求MK間距大小；
（4）物塊P在MN斜面上滑行的總路程．

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同步練習冊答案