如圖19所示,在空間存在這樣一個(gè)磁場區(qū)域,以MN為界,上部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,下部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為, ,方向均垂直紙面向內(nèi),且磁場區(qū)域足夠大.在距離界線為的點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻該離子分解成為帶電荷的粒子和不帶電的粒子,粒子質(zhì)量為、帶電荷,以平行于界線的速度向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過界線時(shí)的速度方向與界線成60°角,進(jìn)入下部分磁場.當(dāng)粒子沿與界線平行的直線到達(dá)位置點(diǎn)時(shí),恰好又與粒子V相遇.不計(jì)粒子的重力,求:?

圖19

(1)、兩點(diǎn)間距離.?

(2)粒子的質(zhì)量.?

解析：(1)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,設(shè)粒子的速度為,在上方運(yùn)動(dòng)半徑為,運(yùn)動(dòng)周期為,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式, ，

解得

同理,粒子在下方運(yùn)動(dòng)半徑和周期分別為:

;

粒子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到邊界時(shí)與的夾角為,如圖所示,則有得到:,.?

  間的距離為.

(2)粒子從點(diǎn)到點(diǎn)所用時(shí)間為?

 

設(shè)粒子的質(zhì)量為,從點(diǎn)到點(diǎn)速度為?

由得到?

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，解得:.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在PQ左側(cè)空間有方向斜向右上的勻強(qiáng)電場E1在PQ右側(cè)空間 有一豎直向上的勻強(qiáng)電場E2=0.4N/C，還有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B（圖甲中未畫 出）和水平向右的勻強(qiáng)電場E3（圖甲中未畫出），B和E3隨時(shí)間變化的情況如圖乙所 示，MN為距PQ邊界2.295m的豎直墻壁，現(xiàn)有一帶正電的微粒質(zhì)量為4x1O-7kg電量為1xlO-5C，從左側(cè)電場中距PQ邊界
1
15
m的A處無初速釋放后，沿直線以1m/s速度垂直PQ邊界進(jìn)入右側(cè)場區(qū)，設(shè)進(jìn)入右側(cè)場時(shí)刻t=0，取g=lOm/s2．求：精英家教網(wǎng)
（1）PQ左側(cè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1，的大小及方向．（sin37°=0.6）；
（2）帶電微粒在PQ右側(cè)場區(qū)中運(yùn)動(dòng)了1.5s時(shí)的速度的大小及方向；
（3）帶電微粒在PQ右側(cè)場區(qū)中運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間與墻壁碰撞？（
1.2
2π
≈0.19）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，空間某平面內(nèi)有一條折線是磁場的分界線，在折線的兩側(cè)分布著方向相反、與平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B。折線的頂角∠A＝90°，P、Q是折線上的兩點(diǎn)， AP=AQ=L�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電微粒從P點(diǎn)沿PQ方向射出，不計(jì)微粒的重力。

（1）若P、Q間外加一與磁場方向垂直的勻強(qiáng)電場，能使速度為v0射出的微粒沿PQ直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，則場強(qiáng)為多大？

（2）撤去電場，為使微粒從P點(diǎn)射出后，途經(jīng)折線的頂點(diǎn)A而到達(dá)Q點(diǎn)，求初速度v應(yīng)滿足什么條件？

（3）求第（2）中微粒從P點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)所用的時(shí)間。             

圖19

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年北京市海淀區(qū)高三上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（10分）如圖19所示，在水平向左、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，豎直固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿，桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán)，圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。

（1）由靜止釋放圓環(huán)，圓環(huán)沿桿下滑，求圓環(huán)下滑過程中受到的摩擦力f；

（2）若在勻強(qiáng)電場E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圓環(huán)仍由靜止開始沿桿下滑。求：

①圓環(huán)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大��；

②圓環(huán)下滑過程中的最大動(dòng)能Ek。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，在水平向左、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，豎直固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿，桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán)，圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。

（1）由靜止釋放圓環(huán)，圓環(huán)沿桿下滑，求圓環(huán)下滑過程中受到的摩擦力f；

（2）若在勻強(qiáng)電場E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圓環(huán)仍由靜止開始沿桿下滑。求：

①圓環(huán)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大��；

②圓環(huán)下滑過程中的最大動(dòng)能Ek。

 


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