组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:787 题号:22534732
如图所示,两平行金属板MNPQ之间电势差为U,金属板PQ的右方直角坐标系的第一象限内有一磁感应强度为B的匀强磁场。一带电量为+q、质量为m的粒子,从金属板MN的入口处由静止释放,经电场加速垂直于y轴进入磁场后做匀速圆周运动,恰好从K点射出,速度方向与x轴负方向夹角为60,忽略重力的影响,求:
(1)粒子从电场射出时速度的大小v
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t
(3)若要使粒子从坐标原点O点射出,可以采取什么措施?

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【知识点】 粒子由电场进入磁场

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【推荐1】如图所示,长为L、水平放置的平行金属板MN间有正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,下板的右边缘刚好在垂直于纸面向里的圆形有界磁场的边界上,且下板与圆形有界磁场的圆心在同一水平线上,圆形有界磁场的磁感应强度与MN板间匀强磁场的磁感应强度相等,一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以大小为的速度从两板左侧P点沿平行板的方向射入两板间,结果粒子恰好能沿直线通过;若撤去电场,该粒子仍然从P点以水平速度射入,粒子恰好能从上板的右端边缘飞出,若撤去磁场,该粒子仍然从P点以水平速度射入,粒子恰好能从下板右端边缘飞出,P点离上板的距离为,不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小和匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)两金属板间的距离;
(3)撤去磁场,粒子从下板的边缘飞出后进入圆形有界磁场,粒子从磁场边界上的Q点(图中未画出)离开磁场,从Q点作粒子进磁场时速度所在直线的垂线,该垂线过圆形有界磁场的圆心,则圆形有界磁场的半径多大?

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【推荐2】如图所示,MN下方足够长的区域Ⅰ内存在方向竖直向上的匀强电场,MN右上侧和左上侧的正方形区域Ⅲ和Ⅳ内存在方向竖直向下的匀强电场,MN上方的矩形区域Ⅱ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的正离子以速度vP点沿水平方向射入匀强电场,粒子先经过电场Ⅲ再经过磁场Ⅱ后恰从MN中点竖直向下射入匀强电场区域Ⅰ。已知正方形边长均为d,区域Ⅰ及正方形区域Ⅲ和Ⅳ内匀强电场场强的大小均为,不计粒子的重力,求:
(1)粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离;
(2)矩形区域Ⅱ内磁感应强度的大小;
(3)离子从P点射入到离开区域Ⅳ所用的时间。
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【推荐3】如图所示,在xOy平面内,有一半径为R、磁感应强度为B1(未知)、方向垂直纸面向里的圆形磁场区域与x轴相切于O点,圆心O1位于(0,R);x轴下方有一直线CDCDx轴相距x轴与直线CD之间的区域有一沿+y轴的匀强电场,电场强度;在CD的下方有一矩形磁场区域,区域上边界紧靠CD直线,磁感应强度,方向垂直纸面向外。纸面内一束宽为R的平行电子束以速度v0平行于x轴射入圆形磁场,最下方电子速度正对O1点,偏转后所有电子都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m,电荷量为e,不计电子重力。
(1)求磁感应强度B1的大小;
(2)求电子第一次到达CD直线的范围大小;
(3)欲使所有电子都能达到x轴,求矩形磁场区域的最小面积和此时x轴上有电子到达的范围长度。
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