首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
如图所示，MN为纸面内竖直放置的挡板，P、D是纸面内水平方向上的两点，两点距离PD为L，D点距挡板的距离DQ为Lπ．一质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内从P点开始以v0的水平初
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，MN为纸面内竖直放置的挡板，P、D是纸面内水平方向上的两点，两点距离PD为L，D点距挡板的距离DQ为
L
π
．一质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内从P点开始以v
0
的水平初速度向右运动，经过一段时间后在MN左侧空间加上垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场维持一段时间后撤除，随后粒子再次通过D点且速度方向竖直向下．已知挡板足够长，MN左侧空间磁场分布范围足够大．粒子的重力不计．求：
（1）粒子在加上磁场前运动的时间t；
（2）满足题设条件的磁感应强度B的最小值及B最小时磁场维持的时间t
0
的值．
◎ 答案
（1）微粒从P点至第二次通过D点的运动轨迹如图所示
由图可知在加上磁场前瞬间微粒在F点（圆和PQ的切点）．
在t时间内微粒从P点匀速运动到F点，t=
PF
v
0
…①
由几何关系可知：PF=L+R… ②
又 R=
mv
0
Bq
…③
由①②③式可得：t=
L
v
0
+
m
Bq
（2）微粒在磁场中作匀速圆周运动时，由②式可知：当R最大时，B最小，在微粒不飞出磁场的情况下，R最大时有：
DQ=2R，
即
L
π
=2R
可得B的最小值为：B
min
=
2π
mv
0
qL
微粒在磁场中做圆周运动，故有t
0
=（n+
3
4
）T，n=0，1，2，3，
又：T=
2πm
Bq
即可得：t
0
=
(n+
3
4
)L
v
0
，（n=0，1，2，3，…）
答：（1）粒子在加上磁场前运动的时间t为
L
v
0
+
m
Bq
；
（2）满足题设条件的磁感应强度B的最小值为
2π
mv
0
qL
，B最小时磁场维持的时间t
0
为
(n+
3
4
)L
v
0
，（n=0，1，2，3，…）．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，MN为纸面内竖直放置的挡板，P、D是纸面内水平方向上的两点，两点距离PD为L，D点距挡板的距离DQ为Lπ．一质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内从P点开始以v0的水平初…”主要考查了你对 【向心力】，【牛顿第二定律】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/337669.html
十二生肖
十二星座
