走向高考·高考物理总复习·人教实验版:第八章综合测试题 联系客服

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的匀强磁场,磁感应强度为B,其中C,D在x轴上,它们到原点O的距离均为a,θ=30°.现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点由静止释放,不计重力作用与空气阻力的影响.

(1)若粒子第一次进入磁场后恰好垂直CM射出磁场,求P,O间的距离;

(2)若带电粒子第一次进入磁场后又能返回电场.P,O间的最大距离是多少?这种情况下粒子在磁场中运动的总时间是多少?

(3)P,O间距离满足什么条件时,可使粒子在电场和磁场中各运动3次?

B2a2qB2a2q7πmB2a2qB2a2q

[答案] (1) (2), (3)

2Em18Em6Bq98Em50Em[解析]

(1)粒子从P点到O经电场加速 1

Eqy=mv2①

2

粒子进入磁场后做匀速圆周运动,恰好垂直CM射出磁场时,其圆心恰好在C点,其半径为

r=a② v2

Bqv=mr③ P到O的距离 B2a2qy=④

2Em

(2)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹与CM相切时半径最大,速度最大,此时P到O的距离最大,如图所示,粒子从磁场返回电场

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后先减速后反向加速再次以相同的速度进入磁场,做半径相同的圆周运动,由题分析可知粒子射出磁场时恰好与CM垂直,所以此时,圆周运动的半径为

1

R=a⑤

3

此时P到O的最大距离 B2a2qym=⑥

18Em

粒子在磁场中运动的时间 180°+30°7πm

t=t1+t2=T=⑦

360°6Bq

(3)若使粒子在电场和磁场中各运动3次时,其运动的半径r′须aa

满足

75

P到O的距离y′满足 B2a2qB2a2q

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