组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在磁场中的运动 > 带电粒子在有边界磁场中运动 > 带电粒子在直边界磁场中运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:590 题号:10877904
如图所示,在xoy平面坐标系中,x轴上方存在电场强度E=1000v/m、方向沿y轴负方向的匀强电场;在x轴及与x轴平行的虚线PQ之间存在着磁感应强度为B=2T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为d。一个质量m=2×10-8kg、带电量q=+1.0×10-5C的粒子从y轴上(0,0.04)的位置以某一初速度v0沿x轴正方向射入匀强电场,不计粒子的重力。
(1)若v0=200m/s,求粒子第一次进入磁场时速度v的大小和方向;
(2)要使以大小不同初速度射入电场的粒子都能经磁场返回,求磁场的最小宽度d

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【推荐1】如图所示,直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,其边界上的O点存在一个粒子发射源,发射源不定时地向磁场发射速度大小和方向均不同的同种粒子。已知此粒子的质量为m、电荷量为qq>0)。在某段时间内,发射源在纸面内先后向磁场的左上方、右上方发射了两个粒子,其中粒子1的速度v0,与MN的夹角α=37°;粒子2的速度2v0,与MN的夹角β=53°。粒子1、2分别从磁场边界的AB两点射出(图中未画出),不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
(1)求两粒子在磁场边界上的穿出点AB之间的距离d
(2)若两粒在穿出磁场后恰能在直线MN下方的无场区域相碰,求两粒子从发射源发射的时间间隔Δt
(3)若粒子1比粒子2只提前到达直线边界MN。两粒子出磁场后,要想使粒子2仍做直线运动,且两粒子仍能在下方空间相碰,可在MN下方添加平行于纸面斜向下的匀强电场加以控制,求电场强度E的大小。
   
2023-09-09更新 | 332次组卷
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【推荐2】如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,A点的坐标为(0,),第一象限充满沿y轴负方向的匀强电场,第四象限充满方向垂直纸面的匀强磁场(未画出).带电粒子从x轴上C点离开第一象限进入第四象限,C点的坐标为(2a,0).已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计.求:

(1)所加匀强电场E的大小
(2)若带正电的粒子经过磁场偏转后恰好能水平向左垂直打在-y轴上D点(未画出),求第四象限中所加磁场的大小与方向以及D点的坐标.
(3)若在第四象限只是某区域中存在大小为,方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场,要使带电粒子仍能水平向左垂直打在-y轴上的D点,求该圆形磁场区域的最小面积.
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【推荐3】如图所示,虚线MN沿竖直方向,其左侧区域内有匀强电场(图中未画出)和方向垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,虚线MN的右侧区域有方向水平向右的匀强电场.水平线段APMN相交于O点.在A点有一质量为m,电量为+q的带电质点,以大小为v0的速度在左侧区域垂直磁场方向射入,恰好在左侧区域内做匀速圆周运动,已知AO点间的距离为,虚线MN右侧电场强度为,重力加速度为g.求:

(1)MN左侧区域内电场强度的大小和方向;
(2)带电质点在A点的入射方向与AO间的夹角为多大时,质点在磁场中刚好运动到O点,并画出带电质点在磁场中运动的轨迹;
(3)带电质点从O点进入虚线MN右侧区域后运动到P点时速度的大小vp
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