（12分）如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在ad邊中點(diǎn)的粒子源，在t=0時(shí)刻垂直于磁場(chǎng)發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與od的夾角分布在0~180°范圍內(nèi)。已知沿od方向發(fā)射的粒子在t=t0時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界cd上的p點(diǎn)離開磁場(chǎng)，ab=1.5L，bc=L，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=L，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用，求：

(1)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T和粒子的比荷q/m；

(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間；

(3)t=t0時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子所處位置在某一圓弧上，在圖中畫出該圓弧并說(shuō)明圓弧的圓心位置以及圓心角大小；

 

【答案】

（1）T=6t0?? ? （2）? （3）如圖所示

【解析】

試題分析：(1)初速度沿od方向發(fā)射的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，由幾何關(guān)系得：軌跡的圓心角等于60o

所以運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故T=6t0?? 根據(jù)，，得：

（2）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的軌跡的弦最長(zhǎng)，如圖所示

設(shè)此粒子運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為θ，則，，圓心恰在ab邊上

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間

（4）依題意，t0時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子都運(yùn)動(dòng)了的弧，所以該時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子應(yīng)位于以O為圓心，半徑為L、圓心角120o的弧pw上，如圖所示

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

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：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長(zhǎng)為
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m，寬為0.2m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27kg．電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計(jì)粒子重力），求：
（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？
（2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為多少？
（3）若放射源向磁場(chǎng)內(nèi)共輻射出了N個(gè)粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個(gè)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?鹽城三模）如圖所示，在矩形區(qū)域CDNM內(nèi)有沿紙面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小E=1.5×105N/C；在矩形區(qū)域MNGF內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 B=0.2T．已知CD=MN=FG=0.6m，CM=MF=0.20m．在CD邊中點(diǎn)O處有一放射源，沿紙面向電場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均v0=1.0×106m/s的某種帶正電粒子，粒子質(zhì) m=6.4×10-27kg，電荷量q=3.2×10-19C，粒子可以無(wú)阻礙地通過(guò)邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力．求：
（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
（2）邊界FG上有粒子射出磁場(chǎng)的范圍長(zhǎng)度；
（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)有界磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．超導(dǎo)矩形導(dǎo)線框1和固定導(dǎo)線框2位于同一平面內(nèi)．當(dāng)超導(dǎo)線框1離開磁場(chǎng)向線框2靠近時(shí)，線框2中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流．則（　　）
A、不能判斷超導(dǎo)線框1中的感應(yīng)電流方向B、可以判斷超導(dǎo)線框1受到線框2對(duì)它作用安培力的合力方向C、不能判斷矩形區(qū)域abcd內(nèi)有界磁場(chǎng)的方向D、可以判斷矩形區(qū)域abcd內(nèi)有界磁場(chǎng)的方向

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年浙江省湖州市高三第一學(xué)期期末樣卷考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(16分)如圖所示，在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10—2T，矩形區(qū)域AD長(zhǎng)為m，AB寬為0.2 m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06 m/s的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27 kg，電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計(jì)粒子重力），求：

(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)從BC邊界射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；

(3)分別從BC邊界和CD邊界射出粒子數(shù)目的比值。

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013年浙江省寧波市期末）如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長(zhǎng)為m，寬為0．2m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1．6×10-27kg．電荷量為q=+3．2×l0-19C（不計(jì)粒子重力），求：

   （1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？

   （2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為多少？

   （3）若放射源向磁場(chǎng)內(nèi)共輻射出了N個(gè)粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個(gè)？

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