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1. 如图所示,在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒 OO ′ 在竖直面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为 α . 一质量为 m 、带电荷量为+ q 的圆环 A 套在 OO ′ 棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为 μ ,且 μ <tan α . 现让圆环 A 由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中: (1) 圆环 A 的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大? (2) 圆环 A 能够达到的最大速度为多大?.
E N D
1.如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷量为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中: (1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?
2.如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则() A.从P射出的粒子速度大 B.从Q射出的粒子速度大 C.从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长 D.两粒子在磁场中运动的时间一样长
变式训练: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,其他条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是()变式训练: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,其他条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是() A.在b、n之间某点 B.在n、a之间某点 C.a点 D.在a、m之间某点
题3 带电粒子在圆形边界磁场的问题 • 3、半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并从B点射出.∠AOB=120°,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为()
变式训练:如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10 T,磁场区域半径r= m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧区圆心为O2,磁场向外.两区域切点为C.今有质量m=3.2×10-26 kg.带电荷量q=1.6×10-19 C的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度v=106 m/s正对O1的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求:
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间. • (2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大? • (侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
题4 带电粒子在有界磁场中的临界和极值问题 4、长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离为L,板不带电.一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的方法是() A.使粒子的速度v<BqL/4m B.使粒子的速度v>BqL/4m C.使粒子的速度v<5BqL/4m D.使粒子的速度BqL/4m<v<5BqL/4m
变式训练:如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.现从矩形区域ad边的中点O处,垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°,大小为v0的带正电的粒子.已知粒子质量为m,电荷量为q,ad边长为l,重力影响不计.变式训练:如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.现从矩形区域ad边的中点O处,垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°,大小为v0的带正电的粒子.已知粒子质量为m,电荷量为q,ad边长为l,重力影响不计. (1)试求粒子能从ab边射出磁场的v0的范围; (2)在满足粒子从ab边射出磁场的条件下,粒子在磁场中运动的最长时间是多少? 图8-2-11
5、如图所示,宽h=2cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm,则()5、如图所示,宽h=2cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm,则() A.右边界:-4cm<y<4cm有粒子射出 B.右边界:y>4cm和y<-4cm有粒子射出 C.左边界:y>8cm有粒子射出 D.左边界:0<y<8cm有粒子射出 y/cm O 2 x/cm
变式训练1:如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中哪个图是正确的?()变式训练1:如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中哪个图是正确的?() B 2R 2R 2R R M N M M M N N N O R 2R 2R 2R 2R 2R M N 2R R O O O O D B C A .
题5 带电粒子在磁场中运动的多解问题 如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O′正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m、带电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力.求:
(1)磁感应强度B0的大小; (2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值.