如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,求:
(1)粒子所受洛伦兹力大小;
(2)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围;
(3)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间。
(1)粒子所受洛伦兹力大小;
(2)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围;
(3)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间。
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更新时间:2020-09-01 17:46:03
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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】现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示的xOy平面内,x轴上方有一沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为
。在x轴下方相邻并排着两个宽度为d的匀强磁场,磁场区域1、2的感应强度分别为B1=B、B2=2B,方向都垂直平面向外。现有一可在y轴正半轴上移动的粒子源,能释放不计初速度,质量为m,带电量为
的粒子(重力忽略不计,不考虑粒子之间的相互影响)。
(1)若粒子从A(0,y0)处释放,求粒子在磁场区域1内做圆周运动的轨道半径;
(2)若某粒子恰好不从磁场区域2的下边界射出,求粒子在y轴上释放的位置y1;
(3)若粒子源在(0,4d)处释放,求粒子打在x轴上的位置及在磁场中运动的时间。
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(1)若粒子从A(0,y0)处释放,求粒子在磁场区域1内做圆周运动的轨道半径;
(2)若某粒子恰好不从磁场区域2的下边界射出,求粒子在y轴上释放的位置y1;
(3)若粒子源在(0,4d)处释放,求粒子打在x轴上的位置及在磁场中运动的时间。
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,足够大的荧光屏ON垂直xOy坐标面,与x轴夹角为30°,当y轴与ON间有沿﹣y方向、场强为E的匀强电场时,一质量为m、电荷量为q的正离子从y轴上的P点,以速度v0、沿+x轴方向射入电场,恰好垂直打到荧光屏上的M点(图中未标出).现撤去电场,在y轴与ON间加上垂直坐标面向外的匀强磁场,相同的正离子从y轴上的Q点仍以速度v0、沿+x轴方向射入磁场,恰好也垂直打到荧光屏上的M点,离子的重力不计.则:
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(1)求离子在电场中运动的时间t1;
(2)求磁场的磁感应强度B;
(3)若相同的离子分别从y轴上的不同位置以速度v=ky(y>0,k为常数)、沿+x轴方向射入磁场,离子都能打到荧光屏上,问k应满足什么条件?满足条件的所有离子中,在磁场中运动时间的最大值为多大?.
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(1)求离子在电场中运动的时间t1;
(2)求磁场的磁感应强度B;
(3)若相同的离子分别从y轴上的不同位置以速度v=ky(y>0,k为常数)、沿+x轴方向射入磁场,离子都能打到荧光屏上,问k应满足什么条件?满足条件的所有离子中,在磁场中运动时间的最大值为多大?.
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示坐标系,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在
的区域存在方向垂直于
平面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子束1和质量为2m、电荷量为q的带电粒子束2从y轴上
点以相同的初动能射出,速度方向沿x轴正方向。已知粒子束1经
处进入磁场,并从坐标原点O处第一次射出磁场。不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子束2第一次射出磁场的位置的横坐标;
(3)若磁场的磁感应强度在
到
之间波动,要求粒子束1和2在第一次射出磁场时能够被完全分辨出,
的值不超过多少。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/364c80fef87650aecf0639acf408339d.png)
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子束2第一次射出磁场的位置的横坐标;
(3)若磁场的磁感应强度在
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