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如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E．從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用．求：
（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大�。�
（2）沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間；
（3）與x軸正方向成30°角（如圖所示）射入的質(zhì)子，從離開(kāi)磁場(chǎng)到達(dá)y軸所需要的時(shí)間．
（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)后有qvB=m
v2
r

得到v=
qBr
m

（2）質(zhì)子沿x軸正向射入磁場(chǎng)后經(jīng)
1
4
圓弧后以速度v垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，
質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T=
2πr
v
=
2πm
qB

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1=
T
4
=
πm
2qB

質(zhì)子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)r后到達(dá)y軸，因此有
r=
1
2
a
t22
，a=
qE
m

得到t2=
2mr
qE

故t=t1+t2=
πm
2qB
+
2mr
qE

（3）質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)120°角后從P點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，如圖所示．P點(diǎn)距y軸的距離
x1=r+rsin30°=1.5r
又x1=
qE
2m
t
′22

則質(zhì)子到達(dá)y軸所需時(shí)間為t2′=
3rm
qE

答：（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為
qBr
m
．
（2）沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間為
πm
2qB
+
2mr
qE
．
（3）與x軸正方向成30°角射入的質(zhì)子，從離開(kāi)磁場(chǎng)到達(dá)y軸所需要的時(shí)間為為
3rm
qE
．
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

下圖所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，該區(qū)域的半徑為R．一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子，以速率v0()從圓周上的A點(diǎn)射入，v0的方向限定在紙面內(nèi)．求粒子沿什么方向入射，能有最大偏轉(zhuǎn)角？最大偏轉(zhuǎn)角是多大？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在水平面上有一沿y軸放置的長(zhǎng)為L=1m的細(xì)玻璃管，在管底有光滑絕緣的帶正電的小球．在第一象限中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示。已知管沿x軸以v＝1m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，帶電小球的荷質(zhì)比為，不計(jì)小球的重力。求：
（1）帶電小球從管底到飛出管口時(shí)所用的時(shí)間是多少？
（2）帶電小球離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離是多少？
（3）帶電小球從剛離開(kāi)管口后到離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

地磁場(chǎng)對(duì)地球有保護(hù)作用，一束帶負(fù)電的宇宙射線，垂直地球赤道由上而下運(yùn)動(dòng)，關(guān)于宇宙射線的旋轉(zhuǎn)方向的下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．向東B．向西C．向南D．向北

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

空間存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向里，還有一點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)，如圖所示，一帶電粒子-q以初速度v0從圖示位置垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)入射，初位置到點(diǎn)電荷+Q的距離為r，則粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能為（　�。�
A．以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周
B．初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
C．初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
D．沿初速度v0方向的直線

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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OM與OP之間無(wú)限大區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2×10-3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)．一質(zhì)量為m=6.4×10-27kg、電荷量為q=-3.2×10-19C的帶電粒子從A點(diǎn)以速度v0垂直O(jiān)M射入磁場(chǎng)，之后又垂直O(jiān)P離開(kāi)磁場(chǎng)．不計(jì)粒子重力，A點(diǎn)到OP邊界的距離為L(zhǎng)=0.2
2
m．求：
（1）粒子的速度v0；
（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）若要求粒子不能從OP邊界射出，則粒子從A點(diǎn)垂直O(jiān)M射入磁場(chǎng)的最大速度vm．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在屏MN的右方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．P為屏上的一小孔，PC與MN垂直．一群質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的粒子（不計(jì)重力），以相同的速率v從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域．粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi)，且散開(kāi)在與PC夾角為θ的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為（　�。�
A．
2mvcosθ
qB
B．
2mv
qB
C．
2mv(1-sinθ)
qB
D．
2mv(1-cosθ)
qB

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖1所示，在x軸上0到d范圍內(nèi)存在電場(chǎng)（圖中未畫出），x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)沿著x軸正方向，并且電場(chǎng)強(qiáng)度大小E隨x的分布如圖2所示；在x軸上d到2d范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m，電量為+q粒子沿x軸正方向以一定速度從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，最終粒子恰從坐標(biāo)為（2d，
3
3
d）的P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．不計(jì)粒子重力．
（1）求在x=0.5d處，粒子的加速度大小a；
（2）求粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；
（3）類比是一種常用的研究方法．對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書(shū)中講解了由v-t圖象求位移的方法．請(qǐng)你借鑒此方法，并結(jié)合其他物理知識(shí)，求電場(chǎng)對(duì)粒子的沖量大小I．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖為裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°．在A1A2左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L=0.2m．在薄板上P處開(kāi)一小孔，P與A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng)．在小孔處裝一個(gè)電子快門．起初快門開(kāi)啟，一旦有帶正電微粒通過(guò)小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔T=3.0×10-3s開(kāi)啟一次并瞬間關(guān)閉．從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到P處小孔．通過(guò)小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍．
（1）通過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？
（2）求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間．（忽略微粒所受重力影響，碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移．已知微粒的荷質(zhì)比
q
m
=1.0×103C/kg．只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng)）

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