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如图,在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×...

如图,在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m5.0×108 kg、电荷量为q1.0×106 C的带电粒子,从P点以v20 m/s的速度沿图示方向进入磁场,已知OP30 cm(不计粒子重力,sin 37°0.6cos 37°0.8)

(1)若磁感应强度B2.0 T,粒子从x轴上的Q(图中未画出)离开磁场,求OQ的距离;

(2)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B满足的条件。

 

(1)0.90 m(2)5.33 T 【解析】(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有qvB=, 即R=,代入数据得R=0.50 m, 而O′P= =0.50 m, 故圆心一定在x轴上,轨迹如图甲所示。 由几何关系可知OQ=R+Rsin 53°, 故OQ=0.90 m。 (2)带电粒子不从x轴射出的临界情况如图乙所示 由几何关系得OP>R′+R′cos 53°① R′=② 由①②并代入数据得B′>T=5.33 T 点睛:本题考查带电粒子在有界磁场中的运动,解题关键是要画出粒子轨迹过程图,利用洛伦兹力提供向心力结合几何关系即可.  
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考点分析:
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粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置如图.已知MN的质量m10 gMN的长度49 cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T(g9.8 m/s2)

(1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?

(2)若导线中有从MN方向的、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了Δx1 mm,求弹簧的劲度系数。

(3)当由NM方向通过0.2 A的电流时,两根弹簧被拉长多少?

 

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如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×102kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?(g10m/s2)

 

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如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1b点射出,粒子2c点射出,粒子3cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息,可以确定(  )

A. 粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电

B. 粒子1和粒子3的比荷之比为21

C. 粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为11

D. 粒子3的射出位置与d点相距L/2

 

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空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )

A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

C. 在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同

D. 在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

 

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如图所示,质量为m、长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计;匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成θ角斜向上方,开关闭合后导体棒开始运动,则( )

A. 导体棒向左运动

B. 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

C. 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

D. 开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为

 

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