组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在有边界磁场中运动
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解析
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1 . 在科学探究中,常利用电磁场控制电荷的运动路径,与光的传播、平移等效果相似,称为电子光学。如图,在区域中有粒子源和电场加速区;在区域中存在方向垂直x轴向下的匀强电场;在区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调,方向不变。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子由静止开始经加速区加速后,从处以水平速度向右射入电场,在处进入磁场,已知加速区电势差为,不计粒子的重力。
(1)求粒子进入区域内匀强电场时的速度大小和匀强电场的电场强度大小;
(2)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,分析说明磁场的方向,并求在这种情况下磁感应强度的最小值
(3)如果磁感应强度大小为,粒子将通过虚线所示边界上的某一点离开磁场,求粒子出射点坐标。

昨日更新 | 28次组卷 | 1卷引用:贵州省遵义市第四中学2023-2024学年高三下学期一模物理试题
2 . 如图所示,建立平面直角坐标系xOy,在第一象限≤x≤10d区域Ⅰ中充满磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场。在第四象限0≤x≤10d区域Ⅱ中充满磁感应强度大小为kBk为常数),方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴为两个不同磁场区域的分界线。t=0时刻,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子(不计粒子重力)从位于O点正上方的P点以的初速度沿x轴正方向进入磁场。
(1)粒子在区域Ⅰ中运动的半径
(2)若OP=4dk=1,求粒子出磁场的位置坐标;
(3)若k=3,为了使粒子不从左边界离开磁场,求OP的最大值

昨日更新 | 30次组卷 | 1卷引用:湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校”考试联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷
3 . 如图所示,水平直线边界PQ的上方空间内有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,长为2d、与PQ平行的挡板MNPQ的距离为d,边界PQ上的S点处有一电子源,可在纸面内向PQ上方各方向均匀的发射电子。已知电子质量为m、电荷量为e,速度大小均为NS的连线与PQ垂直,不计电子之间的作用力,则挡板MN的上表面与下表面被电子击中部分的长度之比为(  )

A.B.1C.D.
昨日更新 | 30次组卷 | 1卷引用:湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校”考试联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷
4 . 如图,在平面直角坐标系Oxy的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。在y轴上的点有一离子源,向各个方向均匀发射速率相等、质量为m、电量为q的相同粒子,设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时,粒子从x轴上处离开。不计粒子的重力。则(  )

A.粒子入射速率为
B.粒子打在x轴上的最远处坐标为
C.打在x轴上的粒子在磁场中运动的最长时间为
D.打在y轴上的粒子数占粒子总数的
昨日更新 | 39次组卷 | 1卷引用:重庆市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题
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5 . 如图所示为某离子速度分析器截面图,用于探究空间区域离子发射的速度。建立如图的坐标系,在平面(纸面)内,圆Ⅰ与圆Ⅱ相切于F点,与xy轴相切于AC两点,圆心位置分别为,半径均为R,两圆心连线与垂直,圆内分别存在垂直纸面向外的匀强磁场。离子源发射质量为m、电荷量为q、速度大小为的正离子,从A点沿方向射入磁场,经F点进入磁场。不计离子的重力及相互作用,已知,下列说法正确的是(  )

A.磁感应强度的大小为
B.若离子不会碰到y轴,则的最小值为
C.若离子源发射点可在圆Ⅰ内移动,且离子的速度大小可调、发射方向均沿y轴正方向,要使离子都能从F点垂直方向射入圆Ⅱ,则离子发射点位置需满足的函数关系式为
D.若离子源发射点可在圆Ⅰ内移动,且离子的速度大小可调、发射方向均沿y轴正方向,要使离子都能从F点垂直方向射入圆Ⅱ,则圆Ⅰ内可能有离子经过的区域面积为
昨日更新 | 22次组卷 | 1卷引用:2024届湖南省永州市高三下学期三模物理试题
6 . 在芯片加工制作中,需要对带电粒子的运动进行精准调控。如图所示,在xoy平面内,在0<x<2a内有匀强电场E(大小未知),方向沿y轴正方向;在第三象限内有边界与坐标轴相切的圆形磁场区,圆边界的半径为a,匀强磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直于纸面向外;ΔOCD内有匀强磁场B(大小未知),方向垂直于纸面,OC边长为4a,∠DCO=30°,边界有磁场。一质量为m、带电量为+q的带正电粒子,从A点(2a,0)以与直线x=2a的夹角为θ(未知)的速度射入第四象限的电场,经电场偏转后从P1点(0,)垂直于y轴进入第三象限,经圆形磁场后从P2点(,0)进入ΔOCD中,最后垂直于CD边离开磁场。不计粒子的重力。求:
(1) 粒子进入圆形磁场时速度的大小;
(2) 匀强电场的电场强度E的大小;
(3) ΔOCD内匀强磁场的磁感强度B的大小;
(4) 若粒子从直线x=2a上入射,速度不变,先后经圆形磁场和ΔOCD内的磁场偏转。求这些粒子中,从CD边射出的粒子距C点的最近距离d

昨日更新 | 58次组卷 | 1卷引用:2024届山东省济南市高三下学期4月二模物理试题
7 . 利用带电粒子在电场和磁场中受力偏转的原理,可以测定带电粒子的荷质比。如图所示,在长度为L、相距为d的平行金属板M、N间有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。某带电粒子以初速度沿平行板中轴线,射入两板间,测得粒子离开磁场时,速度的偏转角为.然后在两板间加上电压,板间形成匀强电场,那么仍以初速度射入的该带电粒子将不发生偏转,沿中轴线通过磁场。不计粒子的重力,根据以上物理量,求:
(1)初速度的大小;
(2)带电粒子的荷质比

7日内更新 | 127次组卷 | 1卷引用:2024届广东省大湾区高三下学期二模联考物理试卷(二)
8 . 如图所示,以三角形为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为BAO垂直于CD。在O点放置一个电子源,在平面中,磁场范围内均匀发射相同速率的电子,发射方向由CO与电子速度间夹角表示。(不计电子重力),恰好有三分之一的电子从AC边射出,则下列说法正确的是(  )

A.为60°时电子在磁场中飞行时间最短
B.AC边上有电子射出区域占AC长度的四分之一
C.没有电子经过D
D.经过AD边的电子数与经过AC边的电子数之比为3:2
7日内更新 | 85次组卷 | 1卷引用:2024届四川省成都市第七中学高三下学期三诊模拟考试理科综合试卷-高中物理
9 . 电子束光刻系统的核心技术是聚焦电子束以获得更高能量。如图所示为某公司研发的多电子束聚焦系统和测试系统。每个电子枪均可以将电子通过加速电压加速后,连续发射速度方向与y轴垂直的电子束。各电子束通过聚焦区后,可以在x轴上位置聚焦成一束更高能量的电子束。其中,聚焦区由两个匀强磁场区域构成,磁感强度大小均为B,方向垂直纸面相反,磁场长度足够长,宽度均为d。已知电子质量为m、电子元电荷量为,不考虑电子间的相互作用,忽略电子的初速度。
(1)若电子枪的加速电压为U,求电子在聚焦区做圆周运动的轨道半径R
(2)求从位置坐标射入的电子在聚焦区运动的总时间t
(3)若电子枪的加速电压为U,射入聚焦区时的坐标为,要使各电子枪射出的电子束均在x轴上位置聚焦,求在范围内的yU需满足的函数关系并写出U的取值范围;
(4)为进一步测试聚焦后的电子束强度,在x轴上位置的右方放置一测试区,在测试区施加一垂直纸面的匀强磁场,电子束被约束在该测试区中不会射出,电子在测试区运动速度大小为v时所受的阻力(k为常数且)。求从位置坐标y射入聚焦区的电子在测试区中运动的路程sy的关系。

7日内更新 | 64次组卷 | 1卷引用:2024届浙江省金华十校高三下学期4月模拟考试(二模)物理试题
2024·福建·模拟预测
10 . 如图,真空中有区域I和II,区域I中存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里,腰长为L的等腰直角三角形CGF区域(区域II)内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。图中A、CO三点在同一直线上,AOGF垂直,且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域I中,只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域II。若区域I中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1,区域II中磁感应强度大小为B2,则粒子从CF边靠近F的三等分点D射出,它们在区域II中运动的时间为t0.若改变电场或磁场强弱,能进入区域II中的粒子在区域II中运动的时间为t,不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,下列说法正确的是(  )

A.从D点飞出的粒子速度大小为
B.粒子的比荷为
C.若仅将区域I中电场强度大小变为2E,则t > t0
D.若仅将区域II中磁感应强度大小变为,则粒子从GF边出射,出射点距离O
7日内更新 | 31次组卷 | 1卷引用:物理(福建卷02)-2024年高考押题预测卷
共计 平均难度:一般