在电子技术中,科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如图所示,位于M板处的粒子源不断产生质量为m、电荷量为q的粒子,粒子经小孔
不断飘入电压为U的加速电场,其初速度可视为零;然后经过小孔
射出后沿x轴方向从坐标原点O垂直于磁场方向进入x轴上方(含x轴正半轴)的有界匀强磁场控制区,磁场的磁感应强度为
粒子发生270°偏转后离开磁场竖直向下打在水平放置的荧光屏上,已知N板到y轴、荧光屏到x轴的距离均为L,不考虑粒子重力及粒子间的相互作用。
求粒子在磁场中运动半径的大小;
求粒子从N板射出到打在荧光屏上所需的时间;
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更新时间:2020-12-28 09:38:00
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【知识点】 粒子由电场进入磁场
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,离子室、加速电场、速度选择器的中心轴线都位于x轴上,y轴的右侧有一半径为a的圆形磁场区域,圆形磁场的圆心坐标为C(a,0)。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E,匀强磁场磁感应强度为B1、方向垂直纸面向里。圆形磁场的磁感应强度为B2(大小未知),方向垂直纸面向外。某次实验时离子室内充有大量同种阴离子,经加速电场加速后沿速度选择器的中轴线射出,并从坐标原点O进入圆形磁场区域,且离子刚好经过P(a,a)点,离子的比荷为k,离子重力忽略不计。
(1)求离子进入右侧圆形磁场时的速率大小;
(2)求圆形磁场的磁感应强度B2;
(3)调整右侧圆形磁场的磁感应强度大小为
,求离子离开圆形磁场后轨迹与y轴交点的位置。
(1)求离子进入右侧圆形磁场时的速率大小;
(2)求圆形磁场的磁感应强度B2;
(3)调整右侧圆形磁场的磁感应强度大小为
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图所示,以O点为坐标原点在竖直面内建立坐标系,Oa、cd是两个线状粒子放射源,长度均为L=1m,放出同种带正电的粒子,比荷为
,其中Oa发出的所有粒子初速度为零,cd发出的所有粒子初速度均为800m/s、方向水平向右,带电粒子的重力以及粒子之间的相互作用均可忽略。曲线ob的方程为
,在曲线Ob与放射源Oa之间存在竖直向上、场强E大小为
的匀强电场;第一象限内、虚线eb的上方有垂直纸面向里、磁感应强度为
的匀强磁场Ⅰ;第二象限内以O为圆心、L长为半径的四分之一圆形区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为
的匀强磁场Ⅱ。图中的Oe、ab、Oc、eb、ed的长度均为L。观察发现:Oa发出的所有粒子均从同一点离开匀强磁场Ⅰ,cd发出的所有粒子在匀强磁场Ⅱ的作用下也汇聚于同一点,即该点可接收到两个粒子源发出的所有粒子。在所有粒子到达汇聚点的过程中,求:
(1)粒子放射源Oa发出粒子进入匀强磁场Ⅰ时的最大速度;
(2)匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度
、
的大小;
(3)Oa、cd两个放射源中点M、N发出的粒子在磁场中的运动时间之比。
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(1)粒子放射源Oa发出粒子进入匀强磁场Ⅰ时的最大速度;
(2)匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43a71fc9c0068109dad1382354570665.png)
(3)Oa、cd两个放射源中点M、N发出的粒子在磁场中的运动时间之比。
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐3】如图,两块平行金属板M、N竖直放置,小孔S1、S2与O在同一水平线上、以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在匀强磁场,方向垂直纸面向外,大小为B.T为收集板,板上各点到O点的距离均为2R,其中CO、DO与水平方向夹角均为60°,板两端点C、D的连线水平。质量为m、带电量为q的带负电粒子,经S1进入M、N间的电场后,通过S2进入磁场,经过磁场后打在收集板T上、粒子在S1处的速度以及粒子所受的重力均不计。
(1)若MN间的电压为
,粒子打在收集板T的哪个位置?
(2)若有一群质量为m、带电量为q的带负电粒子从S1射入经过S2进入磁场后偏转,均打到了收集板上,粒子间的相互作用忽略不计,则在MN间加的电压需满足怎样的条件?
(3)若保持MN间的电压为
,将平行金属板M、N竖直上移,质量为m、带电量为q的带负电粒子经S1进入后,恰好打在收集板的右端点D上,求平行金属板M、N上移的距离x。(本题结果均用m、q、B、R表示)
(1)若MN间的电压为
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(2)若有一群质量为m、带电量为q的带负电粒子从S1射入经过S2进入磁场后偏转,均打到了收集板上,粒子间的相互作用忽略不计,则在MN间加的电压需满足怎样的条件?
(3)若保持MN间的电压为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12a83842ce94729b142503dcfb2f3e8e.png)
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