如图所示,两矩形边界内分布有匀强磁场,AF的长度为l,AGEF内磁场垂直于平面向外,大小为B,FECD内磁场垂直于平面向里,大小为2B,一带正电的粒子,电荷量为q,质量为m,沿AG方向射入磁场,入射速度大小可调,不计粒子的重力。
(1)若粒子第一次到达FE边界时,速度方向恰好垂直于FE,则求粒子速度v0的大小;
(2)假设AG长度足够长,为使粒子不从CD边射出,则FD的长度至少为多少;
(3)假设FD长度足够长,FE的长度为1.5l,求为使粒子能到达G点,粒子速度v0的可能值。
(1)若粒子第一次到达FE边界时,速度方向恰好垂直于FE,则求粒子速度v0的大小;
(2)假设AG长度足够长,为使粒子不从CD边射出,则FD的长度至少为多少;
(3)假设FD长度足够长,FE的长度为1.5l,求为使粒子能到达G点,粒子速度v0的可能值。
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更新时间:2020-06-30 11:19:19
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图甲所示,两平行金属板的板长l=0.20m,板间距d=6.0×10-2m,在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其边界为MN,与金属板垂直。金属板的下极板接地,上极板的电压U随时间变化的图线如图乙所示,匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10-2T。现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO´连续进入电场,经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷
=108C/kg,粒子的重力忽略不计,假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变,不计粒子间的作用(计算中取tan15°=
)。
(1)求t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)求t=0.30s时刻进入的粒子,在磁场中运动的时间;
(3)以上装置不变,t=0.10s时刻α粒子和质子以相同的初速度同时射入电场,再经边界MN射入磁场,求α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9da659de03afffb155aaa89e6d1f7e70.png)
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(1)求t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)求t=0.30s时刻进入的粒子,在磁场中运动的时间;
(3)以上装置不变,t=0.10s时刻α粒子和质子以相同的初速度同时射入电场,再经边界MN射入磁场,求α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比。
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计。求:
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(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?
(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压多大?
(3)若带电粒子的速度是
,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?
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(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?
(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压多大?
(3)若带电粒子的速度是
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示,两平行金属板水平放置,间距为d,两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域,磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里,磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源,可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子,改变电源电压,当电源电压为U时,粒子恰好能沿直线飞出平行金属板,粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束,经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场,而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直,粒子之间的相互作用不计,粒子的重力不计,试求:
(1)带电粒子从发射源发出时的速度;
(2)两种粒子的比荷
和
分别是多少;
(3)带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
(1)带电粒子从发射源发出时的速度;
(2)两种粒子的比荷
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2b0e9ec302b50a200b8fb4568345a18.png)
(3)带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/bc75e67c-e360-4794-9cec-d5667cb74fba.png?resizew=181)
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