如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后
◎ 题目
如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后从O点沿x轴正方向进入匀强磁场区域。有一块厚度不计、高度为d的金属板竖直放置在磁场中，截面如图，M、N分别为金属板截面的上、下端点，M点的坐标为（d，2d），N点的坐标为（d，d）。正离子的重力不计。  （1）加速电场的电压在什么范围内，进入磁场的离子才能全部打在金属板上？ （2）求打在金属板上的离子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值。（sin37°=0.6， cos37°=0.8） |
◎ 答案
（1）要使进入磁场的离子能全部打在金属板上，加速电压的取值范围应为  ≤ ≤ （2）  |
◎ 解析
试题分析：（1）设加速电压为 ，正离子初速度为零，经过加速电场加速，根据动能定理得 （1分）正离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：  ，得 （2分） 加速电压较小时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较小，当离子恰好打到金属板下端点  时，圆周运动的半径有最小值 ，如图甲所示。根据几何知识可以判断：  （1分）解得  （2分）加速电压较大时，离子在磁场中做匀速圆周运动的半径较大，当离子恰好打到金属板上端点  时，圆周运动的半径有最大值 ，如图乙所示。根据几何知识可以判断：  （1分）解得  （1分）解得  （2分）要使进入磁场的离子能全部打在金属板上，加速电压的取值范围应为 ≤≤（1 分）设离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为  ，根据圆周运动规律得 （2分）即离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与加速电压无关。 打在金属板上的离子在图甲所示的轨迹中运动时间最短：  （1分）打在金属板上的离子在图乙所示的轨迹中运动时间最长：  （1分）根据几何知识：  （1分）则  所以 （2分） |
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后…”主要考查了你对 【匀速圆周运动】 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。- 最新内容
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇：如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料，当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并
下一篇：关于圆周运动,下列说法中正确的是()A．做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心B．做圆周运动的物体速度大小总不变、方向时刻改变C．做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内通
零零教育社区：论坛热帖子
| [高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
| [家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离？ (2019-07-14) |
| [教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
| [教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
| [教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
| [教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
| [教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
| [教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
| [教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感（二） (2018-11-07) |
| [教师分享] 贪玩的小狗 (2018-11-07) |
