如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v

◎ 题目

如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出。不计粒子重力。

求:

小题1:射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离, 并画出该过程粒子运动的轨迹;
小题2:射出后粒子经过多长时间第二次到达x轴。

◎ 答案


小题1:


小题2:

◎ 解析

(1)在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力
    
 (1分) 
得圆周运动半径:     
如图所示,在x轴上方做圆周运动时,
 (1分) 在x轴下方做圆周运动时,有     (1分)
粒子第二次到达x轴时离O点的距离:  (1分)正确画出运动轨迹给3分 (2)  据 (1分) 得圆周运动周期:  
如图所示, 在x轴上方做圆周运动时,有 (1分)
x轴下方做圆周运动时,有 (1分)
则第二次到达x轴所用时间:  (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v…”主要考查了你对  【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。

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