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:297 题号:11884675
如图所示,两块水平放置、相距为d=0.5m的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=2T。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m=3.2×103kg、速度水平且大小均为v0=5m/s、电荷量相等的墨滴。调节电压U至1V时,墨滴在电场区域恰能向右做匀速直线运动,并垂直磁场左边界进入电场、磁场共存区域后,最终打在下板的M点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量q
(2)求M点距磁场左边界的水平距离L和粒子从进入磁场到运动M点的时间t
(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置。为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,空间中有两块相互平行的足够大的金属板,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。板上有两块正对的区域,称为“标记区”。标记区的长度,两板间距为。下标记区的正中有一个粒子发射装置,某时刻,它一次性的在两板间沿纸面内向各方向均匀的发射出质量为、带电量为、速度为的粒子,其中发射方向垂直于的粒子恰能打到上标记区左端点。不考虑重力和各粒子间的相互作用力,不考虑粒子打到板上的反弹,且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。
(1)求匀强磁场磁感应强度的大小
(2)求最终打在上、下两标记区的粒子数之比(本问可能会用到的三角函数近似值);
(3)为使从发射的粒子不能打中上金属板,需要在两板间至少加上多大的电压?研究表明,任意时刻粒子沿平行金属板方向的速度分量(投影速度)与离开下金属板的距离成正比,且比例系数与两金属板间所加电压大小无关。
2022-02-17更新 | 323次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图1所示的坐标系内,在x0x0>0)处有一垂直工轴放置的挡板,在y轴与挡板之间的区域内存在一个与xoy平面垂直且指向纸内的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,位于坐标原点O处的粒子源向xoy平面内发射出大量同种带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均为v0=1.0×106m/s,方向与x轴正方向的夹角为θ,且0≤θ≤90°。该粒子的比荷为 =1.0×108C/kg,不计粒子所受重力和粒子间的相互作用,粒子打到挡板上后均被挡板吸收。

(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径R
(2)如图2所示,为使沿初速度方向与x轴正方向的夹角θ=30°射出的粒子不打到挡板上,则x0必须满足什么条件?该粒子在磁场中运动的时间是多少?
(3)若x0=5.0×102m,求粒子打在挡板上的范围(用y坐标表示),并用“”图样在图3中画出粒子在磁场中所能到达的区域。
2016-12-08更新 | 310次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,一对长为L的平行金属板放置在xoy平面的第一象限内,其左端及下极板分别与y轴、x轴重合。在第四象限存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为M、电荷量为q的带负电粒子从两板正中间A处沿x轴正方向以初速度v0进入两板间,恰好贴着下极板边缘进入磁场,而后从y轴负半轴上距坐标原点为C点进入y轴左侧的电场中(图中未画出),经过一段时间后粒子回到了A点,速度大小等于v0(方向沿x轴正方向)。已知平行金属板两板间电压,求:
(1)平行金属板间电场的电场强度E
(2)y轴左侧电场方向与y轴正向夹角α的正切值;
(3)粒子从开始运动至再次回到A点所用时间。
2020-05-02更新 | 234次组卷
共计 平均难度:一般