优课网
首页
数学
语文
英语
化学
物理
政治
历史
生物
首页
> 在某平面上有一半径为R的圆形区域,区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场,圆外磁场范围足够大,已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B,方向如图所示。现在圆形区域边界上-高三物理
在某平面上有一半径为R的圆形区域,区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场,圆外磁场范围足够大,已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B,方向如图所示。现在圆形区域边界上-高三物理
题目简介
在某平面上有一半径为R的圆形区域,区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场,圆外磁场范围足够大,已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B,方向如图所示。现在圆形区域边界上-高三物理
题目详情
在某平面上有一半径为R的圆形区域,区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场,圆外磁场范围足够大,已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B,方向如图所示。现在圆形区域边界上的A点有一个带电量为+q,质量为m的带电粒子以垂直于磁场方向且沿半径向圆外的速度从该圆形边界射出,已知该粒子只受到磁场对它的作用力。求:
(1)若粒子从A点射出后,第二次经过磁场边界时恰好经过C点(AC是圆形区域的直径),求粒子的运动半径;
(2)若粒子在其与圆心O的连线旋转一周时,恰好能回到A点,试求该粒子运动速度v的可能值;
(3)在粒子恰能回到A点的情况下,求该粒子回到A点所需的最短时间。
题型:计算题
难度:偏难
来源:模拟题
答案
解:(1)根据轨迹图可得粒子运动的半径r=R
(2)设粒子运动的半径为r
由
得
①
如图,O1为粒子运动的第一段圆弧AB的圆心,O2为粒子运动的第二段圆弧BC的圆心,根据几何关系可知
②
∠AOB=∠BOC=2θ
如果粒子回到A点,则必有n×2θ=2π,n取正整数 ③
由①②③可得
考虑到θ为锐角,即
,根据③可得n≥3
故
(3)粒子做圆周运动的周期
因为粒子每次在圆形区域外运动的时间和圆形区域内运动的时间互补为一个周期T,所以粒子穿越圆形边界的次数越少,所花时间就越短,因此取n=3代入到③可得
粒子在圆形区域外运动的圆弧的圆心角为α,
故所求的粒子回到A点的最短运动时间
上一篇 :
MN是一段半径为1m的光滑的1/4
下一篇 :
如图所示,带电平行金属板PQ和MN
搜索答案
更多内容推荐
如图所示,在沿水平方向向里的匀强磁场中,带电小球A与B在同一直线上,其中小球B带正电荷并被固定,小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态.若将绝缘板C沿水平方-高三物理
如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭缝,内筒内半径为R,在内筒之内有平行于轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在两极间加恒-高三物理
如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,在M下方整个空间有垂直向里的匀强磁场,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,AB为半圆水平直径的两个端点,-高三物理
如图所示,绝缘界线材料MN将平面分成I和II两个区域,两个区域存在与纸面垂直,磁感应强度相同的匀强磁场.一带电粒子仅在磁场力作用下运动,弧线apb为运动过程中的一段轨迹,-高二物理
如图所示,第II象限中存在竖直向下的匀强电场,在x轴的下方L处存在一个处置纸面向外的单边界匀强磁场。今有一个电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)从A点处以速度V0水平射入电-高三物理
如图,在直角坐标系xoy平面内,x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直xoy平面指向纸里的匀强磁场,x轴下方有场强为E、方向沿y轴负方向的匀强电场,x轴正方向上有一点P到原点O的距-物理
如图(甲)所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平-高三物理
一有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感应强度为B0,t=0时刻磁场开始均匀减小,线圈中-高三物理
如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h=3m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口中心距挡板s=1m.图示空间同时存在着匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面-高二物理
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,-高二物理
如图所示,一对平行正对的金属板A、B,间距为d=0.1m,且极板足够长,极板间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,连接在如图所示的电路中,其中电阻R1=lΩ,R2=3Ω,-高三物理
如图所示,在虚线所包围的圆形区域内,有方向垂直于圆面向里的匀强磁场,从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子,这些粒子在磁场里运动的过程中,下列结论中正确-高二物理
如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,直径A2A4与A1A3的夹角为60°。一质量为m、带电荷量为+q的-高二物理
在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图象如-物理
如图所示,abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M平行cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强-高三物理
如图所示,在垂直于光滑水平地面的竖直线A1A2的右侧的广阔区域,分布着竖直向上的匀强电场和平行于地面指向读者的匀强磁场。在地面上停放着一辆质量为M的绝缘小车,车的左、-高三物理
如下图所示,竖直平面(纸面)内有直角坐标系xOy,x轴沿水平方向。在x≤O的区域内存在方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B1的匀强磁场。在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表-物理
如图所示,正方形容器处在匀强磁场中.一束电子从a孔垂直进入磁场射入容器中,其中一部分从c空射孔射出,一部分从d孔射出,则下列说法正确的是()A.从两孔射出的电子速率之比为-高二物理
如图18所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为x.一质量为m、电阻为r-高二物理
如图,在平面第一象限整个区域分布匀强电场,电场方向平行轴向下,在第四象限内存在有界匀强磁场,左边界为轴,右边界为的直线,磁场方向垂直纸面向外。质量为、带电量为的粒-高三物理
如图,一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向θ=60°,求:(1)穿越磁场的轨道半径;(2)电子的质量;(3)-高二物理
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切-高二物理
如图15,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m,-高二物理
如图,坐标系xOy在竖直平面内,第一象限内分布匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;第二象限内分布着沿x轴正方向的水平匀强电场,场强大小E=B2qL6m,质量为m、电-高二物理
如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界,一束电子(电量为e,质量为m,重力不计)由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点。匀强磁场的磁感应强度为B,磁-高二物理
如图18甲所示,两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN,水平置于水平方向的匀强磁场中(磁场区域足够大),两电容器极板的左端和右端分别在同一竖直线上,已知P、Q之间和M-高三物理
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,光滑且绝缘的水平轨道MN的长度为L,N点到O点的竖直距NO=32L.有一质量为m、电荷量为+q的带电小球(可看成质点)放在M点.已知在第一象限分布着-高二物理
如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一不计重力的带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v,当速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长-高三物理
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,若不计重力,则正、负离子在磁场中-物理
如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且a-物理
如图所示,A.B为相距较近的一对平行金属板,长度为l,间距为2d.一束相同的带电粒子(不计重力),以初速v0从A.B正中左端的O点射入A.B间,v0的方向与两板平行.如果在A.B间加上方-物理
如图所示,在y轴的右侧存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的上方有一平行板式加速电场.有一薄绝缘板放置在y轴处,且与纸面垂直.现在一质量为m、电荷量为-高二物理
(16分)如图所示,S粒子源能够产生大量的质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)。粒子从O1孔进入一个水平方向的加速电场(初速不计),再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁-高二物理
如图所示,现有一带正电的粒子能够在正交的匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过。设产生匀强电场的两极板间电压为U,板间距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子带电荷量为q,-高二物理
一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_______,旋转方向为_______.若已知圆半径为r,电场强度为E,磁感应强度为-高二物理
如图所示,两块平行板电极的长度为L,两板间距离远小于L,可忽略不计.两板的正中央各有一个小孔M、N,两孔连线与板垂直.现将两极板分别接在可调直流电压U的两端,极板处在一-高三物理
等腰直角三角形ABC区域内(含边界)有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,t=0时刻有一束质量均为m、电荷量均为q的正离子由直角顶点B沿BC方向射入磁场,可认为所有离子都是-高二物理
从阴极射线管发射出一束电子,在磁场的作用下发生偏转.下列各图对磁场与电子偏转情况所作的描述正确的是()A.B.C.D.-高二物理
如图所示,光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m-高二物理
如图所示,半径为r=10cm的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标原点O,磁感应强度为B=0.332T,方向垂直纸面向里.在O处有一放射源,可沿纸面向各个方向射出速率为v=3.2×106-高二物理
如图所示,在矩形区域内有垂直于纸平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T,矩形区域长为235m,宽为0.2m,在AD边中点O处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场-高二物理
如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度-高三物理
如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨-高二物理
(12分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成370角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2k-高二物理
如图所示,一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域,从N处离开磁场,若电子质量为m,带电荷量为e,磁感应强度为B,则()A.电子在磁场中运-高三物理
在匀强磁场中置一均匀金属薄片,有一个带电粒子在该磁场中按如图所示轨迹运动.由于粒子穿过金属片时有动能损失,在MN上、下方的轨道半径之比为10:9,不计粒子的重力及空气的-高二物理
(10分)如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨-高三物
如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达P点,则()A.粒子a、b的电量-高二物理
如图,在圆形空间区域内存在关于ab直径对称、方向相反的两匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小相等,一金属导线制作的圆环刚好与磁场边界重合,下列说法中正确的是()A.若使圆环-高二物理
如图所示,质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落,进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面,磁感应强度为B,电场强度为E.已知液滴在此区域-高二物理
返回顶部
题目简介
在某平面上有一半径为R的圆形区域,区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场,圆外磁场范围足够大,已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B,方向如图所示。现在圆形区域边界上-高三物理
题目详情
(1)若粒子从A点射出后,第二次经过磁场边界时恰好经过C点(AC是圆形区域的直径),求粒子的运动半径;
(2)若粒子在其与圆心O的连线旋转一周时,恰好能回到A点,试求该粒子运动速度v的可能值;
(3)在粒子恰能回到A点的情况下,求该粒子回到A点所需的最短时间。
答案
(2)设粒子运动的半径为r
由
如图,O1为粒子运动的第一段圆弧AB的圆心,O2为粒子运动的第二段圆弧BC的圆心,根据几何关系可知
∠AOB=∠BOC=2θ
如果粒子回到A点,则必有n×2θ=2π,n取正整数 ③
由①②③可得
考虑到θ为锐角,即
故
(3)粒子做圆周运动的周期
因为粒子每次在圆形区域外运动的时间和圆形区域内运动的时间互补为一个周期T,所以粒子穿越圆形边界的次数越少,所花时间就越短,因此取n=3代入到③可得
粒子在圆形区域外运动的圆弧的圆心角为α,
故所求的粒子回到A点的最短运动时间