题目内容

(2004?北京)如图所示,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍,其它条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是(  )
分析:由几何关系可知粒子从n点射出时的半径,则可求得磁感应强度与速度的关系,则牛顿第二定律可确定B加倍后的半径,即可由几何关系求得射出磁场的位置.
解答:解:设边长为a,则从n点射出的粒子其半径恰好为
a
2

由牛顿第二定律可得:
Bqv=m
v2
a
2

当磁感应强度变为原来的2倍时,由2Bqv=m
v2
R

R=
a
4

故粒子应从a点穿出;
故选C.
点评:带电粒子在磁场中的运动关键在于明确圆的性质,由几何关系确定圆心和半径,再由牛顿第二定律求解即可.
练习册系列答案
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2004·北京)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为LMP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,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

1 

  (1)由ba方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

2  

 

  (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

 

  (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.(2004·北京)如图3所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为LMP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,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

3 

  (1)由ba方向看到的装置如图4所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

4   

 

  (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

 

  (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.

 

2004·北京)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为LMP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,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

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  (1)由ba方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

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  (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

 

  (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.(2004·北京)如图3所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为LMP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,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

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  (1)由ba方向看到的装置如图4所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

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  (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

 

  (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.

 

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