（10分）如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.6T，在磁場(chǎng)內(nèi)建立一直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)系平面與磁場(chǎng)垂直。坐標(biāo)系平面內(nèi)的P點(diǎn)距x、y軸的距離分別為16cm和18cm。P處有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源，它向各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在坐標(biāo)系平面中運(yùn)動(dòng)的粒子，求：x軸上的什么區(qū)域可以被粒子打中。
B點(diǎn)坐標(biāo)10cm，A點(diǎn)坐標(biāo)30cm

試題分析：粒子帶正電，故在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，用R表示軌道半徑，  

  （2分）
由此得   （1分）
過(guò)P點(diǎn)作x軸的垂線段，與x軸交于D點(diǎn)。因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過(guò)S，由此可知，某一圓軌跡在圖中D左側(cè)與x軸相切，則此切點(diǎn)B就是粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。過(guò)圓心O點(diǎn)做x軸的平行線，并與PD交于E點(diǎn)
     （2分）
再考慮D的右側(cè)。任何粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過(guò)2R，以2R為半徑、S為圓心作圓，交x軸于A點(diǎn)，此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn)。
由圖中幾何關(guān)系得
        （2分）
由于，所以左側(cè)圓周與y軸相切    （1分）
粒子打在x軸上的區(qū)域?yàn)锳B之間
B點(diǎn)坐標(biāo)    （1分）
A點(diǎn)坐標(biāo)    （1分）
點(diǎn)評(píng)：偏難。相同的粒子以相同的速率沿不同方向射入強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道中，運(yùn)動(dòng)周期是相同的，但粒子運(yùn)動(dòng)徑跡所在空間位置不同，所有粒子經(jīng)過(guò)的空間區(qū)域在以入射點(diǎn)為圓心，運(yùn)動(dòng)軌跡圓的直徑為半徑的圓內(nèi)．當(dāng)磁場(chǎng)空間有界時(shí)，粒子在有界磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同．所能達(dá)到的最遠(yuǎn)位置不同，從而形成不同的臨界狀態(tài)或極值問(wèn)題．此類問(wèn)題中有兩點(diǎn)要特別注意：一是旋轉(zhuǎn)方向?qū)\(yùn)動(dòng)的影響，二是運(yùn)動(dòng)中離入射點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離不超過(guò)2R，因R是相同的，進(jìn)而據(jù)此可自利用來(lái)斷定轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角度，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等極值問(wèn)題，其中l(wèi)是最遠(yuǎn)點(diǎn)到入射點(diǎn)間距離即軌跡上的弦長(zhǎng)．
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：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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一束混合粒子流從一發(fā)射源射出后，進(jìn)入如圖的磁場(chǎng)，分離為1、2、3三束，則不正確的是
A．1帶正電B．3帶負(fù)電
C．2不帶電D．粒子的電性無(wú)法判斷

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，重力不計(jì)的帶正電粒子水平向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)該帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況，以下判斷正確的是（   ）
 
A．粒子向上偏轉(zhuǎn)B．粒子向下偏轉(zhuǎn)
C．粒子不偏轉(zhuǎn) D．粒子很快停止運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖1所示，若一束電子沿y軸正向移動(dòng)，則在z軸上某點(diǎn)A的磁場(chǎng)方向應(yīng)是（    ）
A．沿x的正向B．沿x的負(fù)向
C．沿z的正向D．沿z的負(fù)向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在赤道的正上方有一電子垂直地面入射，若赤道的地球磁場(chǎng)是呈水平；則此電子因受到地磁作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，其落點(diǎn)應(yīng)該接近偏向（  ）
A．a(chǎn)　B．b　
C．c　D．d

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)帶正電的小球沿光滑的水平絕緣桌面向右運(yùn)動(dòng)，速度的方向垂直于一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球飛離桌子邊緣落到地板上.設(shè)其飛行時(shí)間為t1，水平射程為s1,落地速率為v1.撤去磁場(chǎng)，其余條件不變時(shí)，小球飛行時(shí)間為t2，水平射程為s2,落地速率為v2,則（   ）
A．t1＜t2B．s1＞s2C．s1＜s2D．v1=v2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）在真空中，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在此區(qū)域外圍空間有垂直紙面向內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)帶電粒子從邊界上的P點(diǎn)沿半徑向外，以速度v0進(jìn)入外圍磁場(chǎng)，已知帶電粒子質(zhì)量m＝2×10－10kg，帶電荷量q＝＋5×10－6 C，不計(jì)重力，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，粒子運(yùn)動(dòng)速度v0＝5×103 m/s，圓形區(qū)域半徑r＝0.2 m，求粒子第一次回到P點(diǎn)所需時(shí)間．(結(jié)果用π表示)
            

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

 如圖所示，邊界MN下方有一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一電子以速度V從點(diǎn)O射入MN,經(jīng)磁場(chǎng)后能返回到MN邊界上方，以下正確的是
A．電子從O點(diǎn)右邊返回邊界上方
B．電子從O點(diǎn)左邊返回邊界上方
C．當(dāng)只增加射入速度V大小，則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程一定改變
D．當(dāng)只增加射入速度V大小，則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定改變

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案