如图甲所示,在以 O 为圆心,内外半径分别为 R 1 和 R 2 的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀
作者&投稿:嵇姣 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
:⑴根据动能定理, ,所以 ⑵如图所示,设粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径为R,由几何知识可知 ,解得: 。根据洛仑兹力公式 ,解得: 。根据公式 , , 解得: ⑶考虑临界情况,如图所示① ,解得: ② ,解得: ,综合得:
解:(1)以粒子为研究对象,由动能定理: 得: (2)设磁场的磁感应强度为B,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设圆的半径为r,有: 由几何关系得:r 2 +r 2 =(R 2 -R 1 ) 2 解得: 由以上两式可以解得: 根据公式 解得: (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,粒子的速度方向沿垂直于AC方向,设半径为r 1 ,要使粒子一定能够从外圆射出,则必满足:2r 1 >R 2 +R 1 由 ,联立以上各式得: 比较以上两种情况,应当是第二种情况磁场最小,即
解:(1)粒子从 A 点进入后到由外边界射出过程,由动能定理得 qU = mv 1 2 - mv 0 2 ① 解得 v 0 = ② (2)撤去电场后,作出粒子的运动轨迹如图 设粒子运动的轨道半径为 r 由牛顿第二定律 qBv 2 = m ③ 由几何关系可知,粒子运动的圆心角为90 °,则 2 r 2 =( R 2 - R 1 ) 2 得 r = R 0 ④ 联立③④得 B = ⑤ 匀速圆周运动周期 T = ⑥ 粒子在磁场中运动时间 t = T ⑦ 联立④⑥⑦,得 t = ⑧ (3)要使粒子一定能够从外圆射出,粒子刚好与两边界相切,轨迹图如图所示 分两种情况: 第Ⅰ种情况:由几何关系可知粒子运动的轨道半径 r 1 = = R 0 ⑨ 设此过程的磁感应强度为 B 1 ,由牛顿第二定律 qB 1 v 3 = m ⑩ 联立⑨⑩得, B 1 = 第Ⅱ种情况:由几何关系可知粒子运动轨道半径 r 2 = =2 R 0 设此过程的磁感应强度为 B 2 ,则 B 2 = 综合Ⅰ、Ⅱ可知磁感应强度应小于 |
轩律依美:解:(1)电、磁场都存在时,只有电场力对带电粒子做功,由动能定理 qU=1 2 m v 21 ?1 2 m v 20 ① 得v0= v 21 ?2qU m ② (2)由牛顿第二定律 qBv=m v2 r ③ 如图1,由几何关系粒子运动轨迹的圆心O′和半径R 则有:R2+R2=(R2-R1)2④ 联立...
梅河口市18131095861: 如图19(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不重力?
轩律依美: (1)由动能定理:Uq=mv12-mv02 ① 得:v0= (2)如右图:粒子在磁场中作圆周运动的半径为r,则r2=2()2 ② B1qv2=m ③ 由②③得:B1= T= ④ t = ⑤ 由④⑤ t = (3)由B2qv3=m ⑥可知,B越小,R越大.与磁场边界相切的圆的最大半径为 R= ⑦ 所以 B2
梅河口市18131095861: (2011•广东)如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,... - ?
轩律依美:[答案] (1)电、磁场都存在时,只有电场力对带电粒子做功,由动能定理 qU= 1 2m v21− 1 2m v20① 得v0= v21−2qUm② (2)由牛顿第二定律qBv=m v2 r③ 如图1,由几何关系粒子运动轨迹的圆心O′和半径R 则有:R2+R2=(R2-R1)2④ 联立③④得磁感应强度...
梅河口市18131095861: 如图所示,在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.竖直平行正对放置的两金属... - ?
轩律依美:[答案] (1)设粒子的质量为m,电荷量为q,垂直打在荧光屏上的M点时的速度为v1,粒子垂直打在荧光屏上,说明粒子在磁场中的运动是四分之一圆周,运动半径:r1=R根据牛顿第二定律:Bqv1=mv21r1依题意:k=qm 解得:v1=Bk...
梅河口市18131095861: 如图所示,在以O为圆心的圆形区域内,有一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1T,圆半 - ?
轩律依美: (1)若离子由电场射出进入磁场后垂直打在荧光屏上,则离子在磁场中速度方向偏转了90°,离子在磁场中做圆周运动的径迹如图所示:由几何知识可知,离子在磁场中做圆周运动的圆半径:r1=R=10 3cm 设离子进入磁场时的速度为v1 由qv1B=m ...
梅河口市18131095861: 如图所示,在以O为圆心,半径为R=10 cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直纸面向外.竖直平行放置的两金... - ?
轩律依美:[答案] (1)正离子在两金属板间做匀加速直线运动,离开电场后做匀速直线运动,进入磁场后做匀速圆周运动,离开磁场后,离子又做匀速直线运动,直到打在荧光屏上. (2)设离子由电场射出后进入磁场时...
梅河口市18131095861: 如图所示,以O为圆心的圆形区域内,存在方向垂直纸面向外的匀强磁场.磁场边界上的A点有一粒子发射源,沿半径AO方向发射出速率不同的同种粒子(粒... - ?
轩律依美:[选项] A. 速率越大的粒子在磁场中运动的时间越长 B. 速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小 C. 速率越大的粒子在磁场中运动的向心加速度越大 D. 速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大
梅河口市18131095861: 如图所示,以O为圆心,MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场,三个不计重力.质量相同.带 - ?
轩律依美: 粒子带正电,偏转方向如图所示,粒子在磁场中的运动周期相同,在磁场中运动的时间t= θ 2π T,故粒子在磁场中运动对应的圆心角越大,运动时间越长. A、若粒子的运动半径r和圆形区域半径R满足r=R,则如图甲所示,ta当r>R时,粒子a对应的圆心角最小,c对应的圆心角最大,故A错误;B、当r≤13 R,轨迹如图乙所示,ta=tb=tc,同理,13 R故选
梅河口市18131095861: 某校科技实验小组利用如图甲所示装置测量圆环形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小,O点为磁场区域的圆心,磁场区域的内、外半径分别为r1和r2.导体棒... - ?
轩律依美:[答案] (1)根据右手定则可知,A点电势高;(2)根据匀速圆周运动的规律可得,角速度为:ω=2πT,在△t内,导体棒在磁场中扫过的面积为:△S=12ωr22△t-12ωr21△t=12(r22-r21)ω△t,磁通量的变化量为:△Φ=B△S=12(r2...
梅河口市18131095861: 如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有一磁场方向垂直于xOy坐标平面、磁感应强度为B的匀强磁场.一带正电的粒子(不计重力)... - ?
轩律依美:[答案] (1)由左手定则可知:匀强磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向里.设粒子在磁场区域做匀速圆周运动的半径为r由题意有:R=2r ① qBv0=mv20r ②解①②得:qm=2v0BR ③(2)若要粒子射出磁场区...