如圖所示，條形區(qū)域AA′BB′中存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為0.3T，AA′、BB′為磁場(chǎng)邊界，它們相互平行，條形區(qū)域的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，寬度d=1m．一束帶正電的某種粒子從AA′上的O點(diǎn)以沿著與AA′成60°角、大小不同的速度射入磁場(chǎng)，當(dāng)粒子的速度小于某一值v0時(shí)，粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0=4×10-6s；當(dāng)粒子速度為v1時(shí)，剛好垂直邊界BB′射出磁場(chǎng)．取π=3，不計(jì)粒子所受重力．求：
（1）粒子的比荷
q
m
；
（2）速度v0和v1的大小．
（1）若粒子的速度小于某一值v0時(shí)，則粒子不能從BB′離開磁場(chǎng)區(qū)域，只能從AA′邊離開，無(wú)論粒子速度大小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，軌跡如圖所示（圖中只畫了一個(gè)粒子的軌跡）．

粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角均為φ1=240°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t0=
2
3
T
又T=
2πm
qB

解得：
q
m
=3.33×106C/kg
（2）當(dāng)粒子速度為v0時(shí)，粒子在磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與BB′邊界相切，此時(shí)有
R0+R0sin30°=d ①
又 qv0B=
m
v20
R0
 ②
由①②解得：v0=6.67×105m/s
當(dāng)粒子速度為v1時(shí)，剛好垂直邊界BB′射出磁場(chǎng)區(qū)域，此時(shí)軌跡所對(duì)圓心角φ2=30°，由R1sin30°=d ③
又由洛倫茲力提供向心力得：qv1B=
m
v21
R1
 ④
由③④解得：v1=2×106m/s
答：（1）粒子的比荷
q
m
為3.33×106C/kg；
（2）速度v0為6.67×105m/s和v1為2×106m/s．
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：問(wèn)答題

如圖，在一矩形區(qū)域內(nèi)不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t．若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出時(shí)偏離原方向60°．利用以上數(shù)據(jù)求出下列物理A．帶電粒子的比荷B．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期．

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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，真空中直角坐標(biāo)系XOY，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在第四象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，在第二象限內(nèi)有沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第三象限內(nèi)有一對(duì)平行金屬板M、N，兩板間距為d．所加電壓為U，兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)正離子沿平行于金屬板的軸線射入兩板間并做直線運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)（-L，0）垂直于x軸進(jìn)入第二象限，從P（0，2L）進(jìn)入第一象限，然后離子垂直于x軸離開第一象限，不計(jì)離子的重力，求：
（1）離子在金屬板間運(yùn)動(dòng)速度V0的大小
（2）離子的比荷
q
m

（3）從離子進(jìn)入第一象限開始計(jì)時(shí)，離子穿越x軸的時(shí)刻．

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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，在直角坐標(biāo)系的第三象限有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的電場(chǎng)強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一系列電荷量為q、質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力），沿與x軸平行的水平線通過(guò)第三象限電磁場(chǎng)進(jìn)入y軸右側(cè)垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)左邊界與y軸重合，磁場(chǎng)右邊界與y軸平行且與x軸交于P點(diǎn)，已知OP=L，磁場(chǎng)上下足夠長(zhǎng)．
（1）求這束帶電粒子速度的大小v；
（2）質(zhì)量滿足什么條件的帶電粒子能第2次從y軸通過(guò)？
（3）如果一種帶電粒子與磁場(chǎng)右邊界成60°角射出磁場(chǎng)，則帶電粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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，裝置中，區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B．一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng)，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng)，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．求：
（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
（2）O、M間的距離
（3）粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(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，兩塊平行板電極的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩板間距離遠(yuǎn)小于L，可忽略不計(jì)．兩板的正中央各有一個(gè)小孔M、N，兩孔連線與板垂直．現(xiàn)將兩極板分別接在可調(diào)直流電壓U的兩端，極板處在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（板內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)的兩條邊界CD、DE的夾角θ=60°．極板延長(zhǎng)線與邊界DE交于Q點(diǎn)，極板最右端P與Q間距離為2.5L．現(xiàn)將比荷均為
q
m
的各種粒子分別從M孔射入電場(chǎng)，不考慮粒子的重力．
（1）若U=U0時(shí)，要使帶負(fù)電的粒子能夠從N孔射出，則射入時(shí)的初速度v0至少為多少？
（2）將帶正電的粒子從M無(wú)初速釋放，
①若粒子恰好打到下極板右端，求所加直流電壓的值U1．
②若U=
2qB2L2
9m
，則該粒子經(jīng)過(guò)多少次電場(chǎng)的加速后可以離開磁場(chǎng)區(qū)域？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大為2B時(shí)，這個(gè)帶電粒子（　�。�
A．速率加倍，周期減半
B．速率不變，軌道半徑減半
C．速率不變，周期加倍
D．速率減半，軌道半徑不變

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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，在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)：垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，O、M、P、Q為磁場(chǎng)邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L．在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)為（-2L，-L）的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I（粒子的重力忽略不計(jì)）．
（1）求第三象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大��；
（2）求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，問(wèn)區(qū)域II內(nèi)磁場(chǎng)的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在圖示區(qū)域中，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)有一質(zhì)子以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從C點(diǎn)與x軸成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)時(shí)間t原路返回再次進(jìn)入磁場(chǎng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．己知質(zhì)子質(zhì)量為m，電最為q，不計(jì)重力，磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大．求：
（1）C點(diǎn)的x坐標(biāo)；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；
（3）質(zhì)子第四次穿過(guò)x軸時(shí)的x坐標(biāo)．

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