题目内容

如图10所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离为R，板长为2R，板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上，有一电荷量为q，质量为m的带正电的粒子，以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如图b所示电压，最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出（不计粒子重力）.

（1）求磁场的磁感应强度B；

（2）求交变电压的周期T和电压U0的值；

（3）若t=时，该粒子从MN板右侧沿板的中心线，仍以速度v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到a点的距离.

图10

解析：（1）粒子自a点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的轨道半径为R，

则qBv0 =，B=

（2）粒子自O1点进入电场，最后恰好从N板的边缘平行极板飞出，设运动的时间为t，则

2R=v0t  ① 

  ② 

 t=nT（n，1，2……）  ③ 

解得：T=（n，1，2，……）  ④

（3）当t=时，粒子以速度v0沿O2O1射入电场时，则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场，进入磁场的速度仍为v0，运动的轨道半径为R，设进入磁场时的点为b，离开磁场时的点为c，圆心为O3，如图所示，四边形ObO3c是菱形，所以，Oc∥O3b，所以c、O、a三点共线，即为圆的直径.即c、a间的直径距离d=2R.

答案：（1）B=  （2）T=   U0=（n=1，2，…）  （3）2R


练习册系列答案
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如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg、带电荷量为q=+2.0×10-6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场（取水平向右的方向为正方向，g取10m/s2）求：
（1）23秒内小物块的位移大小；
（2）23秒内电场力对小物块所做的功．
如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=+2.0×10-6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，以下说法正确的是．（取水平向右为正方向，g取10m/s2．）（　　）
如图1所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=+2.0×10-6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0时刻开始，空间加上一个如图2所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右为正方向，g取10m/s2）．

求：（1）15秒末小物块的速度大小
（2）15秒内小物块的位移大小．

(2011年温州中学高三月考)如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2 kg，带电荷量为q＝＋2.0×10－6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1.从t＝0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)，求：

(1)23秒内小物块的位移大小；
(2)23秒内电场力对小物块所做的功．
如图1所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=+2.0×10-6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0时刻开始，空间加上一个如图2所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右为正方向，g取10m/s2）．

求：（1）15秒末小物块的速度大小
（2）15秒内小物块的位移大小．

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