当前位置:高中试题 > 物理试题 > 粒子在有界磁场中运动 > 如图所示的正方形平面oabc内,存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,已知正方形边长为L,一质量为m,带电量为+q的粒子(不计重力)在t=0时刻...
题目
题型:0104 模拟题难度:来源:
如图所示的正方形平面oabc内,存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,已知正方形边长为L,一质量为m,带电量为+q的粒子(不计重力)在t=0时刻平行于oc边从o点射入磁场中。
(1)若带电粒子从a点射出磁场,求带电粒子在磁场中运动的时间以及初速度的大小;
(2)若磁场的磁感应强度按如图所示的规律变化,规定磁场向外的方向为正方向,磁感应强度的大小为B0,则要使带电粒子能从oa边界射出磁场,磁感应强度B的变化周期T的最小值应为多少?
(3)若所加磁场与第(2)问中相同,则要使粒子从b点沿ab方向射出磁场,满足这一条件的磁感应强度的变化周期T及粒子射入磁场时的速度V0应为多少?(不考虑磁场变化产生的电场)
答案
解:(1)若带电粒子从a点射出磁场,则其做圆周运动的半径为r=L/2
所需时间为
设粒子初速度的大小为v0
(2)若粒子从oa边射出,则其轨迹如图所示


在磁场变化的半个周期内,粒子在磁场中旋转150°,其运动的时间为
故磁场变化的最小周期为
(3)要使粒子从b点沿ab方向射出磁场,其轨迹如图所示

在磁场变化的半个周期中内,粒子在磁场中旋转的角度为2β,
所以磁场变化的周期为
r=(n=2,4,6 …. ),
核心考点
试题【如图所示的正方形平面oabc内,存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,已知正方形边长为L,一质量为m,带电量为+q的粒子(不计重力)在t=0时刻】;主要考察你对粒子在有界磁场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计微粒的重力。求:
(1)微粒在磁场中运动的周期;
(2)从P点到Q点,微粒的运动速度大小及运动时间。
题型:0103 模拟题难度:| 查看答案
下图是某装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S1、S2,相距L=0.2 m。在薄板上P处开一小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有带正电微粒通过小孔,快门立即关闭,此后每隔T=3.0×10-3 s开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍。
(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度v0应为多少?
(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动)
题型:广东省高考真题难度:| 查看答案
磁谱仪是测量α能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示,放射源S发出质量为m、电量为q的α粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,被限束光栏Q限制在2φ的小角度内,α粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片P上。(重力影响不计)
(1)若能量在E~E+ΔE(ΔE>0,且)范围内的α粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些α粒子打在胶片上的范围Δx1
(2)实际上,限束光栏有一定的宽度,α粒子将在2φ角内进入磁场。试求能量均为E的α粒子打到感光胶片上的范围Δx2
题型:江苏高考真题难度:| 查看答案
在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B。一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响)。
(1)如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度。
(2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图)。求入射粒子的速度。
题型:宁夏自治区高考真题难度:| 查看答案
两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示,在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点有一处小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后扎在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2∶5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响)。
题型:高考真题难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.