如圖所示，在0≤x≤a的區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在x＞a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小也為B．質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電粒子沿x軸從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)。取sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）若粒子的入射速度v0=5qBa4m，求出軌跡與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；
（2）為使粒子返回原點(diǎn)，求帶電粒子的入射速度大小及粒子從射入磁場(chǎng)到離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間。
5
q
B
a
4
m
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：41引用：1難度：0.5
相似題
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1．如圖所示，電子經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后打在P點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓U可以控制P點(diǎn)的位置，設(shè)OP=x,能夠正確反映U與x關(guān)系的圖象是（ ?。?br/>
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：125引用：3難度：0.9 -
2．芯片制造過(guò)程有極其復(fù)雜的工藝，其中離子注入是一道重要的工序，該工作原理如圖所示：離子經(jīng)加速后沿水平方向進(jìn)入速度選擇器，離子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)磁分析器，選擇出特定比荷的離子，經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)后注入到水平面內(nèi)的晶圓（硅片）處。速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向豎直向上；磁分析器截面是內(nèi)外半徑分別為R1和R2的四分之一圓環(huán)，其兩端中心位置M和N處各有一個(gè)小孔，磁分析器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布區(qū)域是同一棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，底面與晶圓所在的水平面重合，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，它們的方向均垂直紙面向外；從磁分析器N處小孔射出的離子自偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上表面的中心射入，當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不加電場(chǎng)及磁場(chǎng)時(shí)，離子恰好豎直注入到晶圓上的O點(diǎn)。以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中B的方向?yàn)閤軸正方向，水平向左為y軸正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。整個(gè)系統(tǒng)置于真空中，不計(jì)離子重力，打到晶圓上的離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的角度都很小，而當(dāng)α很小時(shí)，有以下近似計(jì)算：sinα≈α，
。求：1-cosα≈α22
（1）離子的電性及通過(guò)速度選擇器后的速度大??；
（2）從磁分析器出來(lái)的離子的比荷；
（3）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)同時(shí)加上電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子注入晶圓的位置坐標(biāo)。
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：61引用：4難度：0.6 -
3．如圖所示，M和N為平行金屬板，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從M由靜止開(kāi)始被兩板間的電場(chǎng)加速后，從N上的小孔穿出，以速度v由C點(diǎn)射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)D點(diǎn)穿出磁場(chǎng)，CD為圓形區(qū)域的直徑。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外，粒子速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，重力忽略不計(jì)。
（1）判斷粒子的電性，并求M、N間的電壓U；
（2）求粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；
（3）若粒子的軌道半徑與磁場(chǎng)區(qū)域的直徑相等，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。發(fā)布：2024/12/29 21:0:1組卷：1315引用：5難度：0.5
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