如图所示,真空中直角坐标系XOY,在第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为2B,在第二象限内有沿x轴正向的匀强电场,第三象限内有一对平行金属板M、N,两板间距为d。所加电压为U,两板间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场。一个质量为m,电量为q的正离子沿平行于金属板的轴线射入两板间并做直线运动,从P点(-L,0)垂直于x轴进入第二象限,从A(0,2L)进入第一象限,然后离子垂直于x轴离开第一象限,不计离子的重力,求:
(1)离子在金属板间运动速度v0的大小;
(2)第二象限内电场的场强大小E;
(3)离子穿越x轴时的位置与O点的距离D。
(1)离子在金属板间运动速度v0的大小;
(2)第二象限内电场的场强大小E;
(3)离子穿越x轴时的位置与O点的距离D。
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更新时间:2021-01-28 19:53:11
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(0.4)
【推荐1】如图,在xOy平面内存在以(0,d)为圆心半径为d的圆形磁场,磁场方向垂直纸面向外;x轴上方,0≤y≤2d,
2d≤x≤
d区域内存在沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E(E未知);x轴下方,以平行于x轴的直线ab为界,ab上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab下方存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿y轴正方向、大小也为E(E未知)的匀强电场;已知ab到x轴的距离为
,与y轴交点为c,三个区域磁感应强度大小均为B。一群质量为m,电荷量为+q的粒子均匀分布在
,0≤y≤2d的区域内,初速度可视为0,经电场加速后进入圆形磁场区域,经磁场偏转后汇聚到坐标原点O,忽略粒子间的相互作用及其所受到的重力。求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子能打在分界线ab上的区域长度及到达分界线ab上的粒子占总粒子数的比例η(不考虑两次及以上进入x轴下方的粒子);
(3)在O点沿x轴正方向运动的粒子进入x轴下方后,从第1次经过分界线ab到第2次经过分界线ab沿x轴方向运动的距离。
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(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子能打在分界线ab上的区域长度及到达分界线ab上的粒子占总粒子数的比例η(不考虑两次及以上进入x轴下方的粒子);
(3)在O点沿x轴正方向运动的粒子进入x轴下方后,从第1次经过分界线ab到第2次经过分界线ab沿x轴方向运动的距离。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,在直角三角形abc区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=0.2T,∠θ=30°,P为ac边上一点,aP=1m.在P点有一粒子源,可沿平行于cb的方向发出速度不同的同种带电粒子,且粒子速度最大时,恰好垂直打在ab边上的e点.已知粒子的电荷量为q=5×10-3c、质量为m=1×10-6kg,不考虑粒子的重力,结果可以用根号表示.求:
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(1)带电粒子的最大速度.
(2)粒子打到ab边上区域的长度.
(3)带电粒子在磁场中运动的最长时间.
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(1)带电粒子的最大速度.
(2)粒子打到ab边上区域的长度.
(3)带电粒子在磁场中运动的最长时间.
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(0.4)
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【推荐1】回旋加速器是利用磁场和电场共同作用对带电粒子进行加速的仪器。如图甲所示,真空中的D形盒半径为R,磁感应强度方向垂直加速器向里,大小为B1,加速器所接电源电压的大小为U.一粒子源在下极板中心O处产生质量为m、电荷量为-q的粒子,粒子初速度可视为零,不计粒子重力及相对论效应。
(1)求粒子能获得的最大动能Ek;
(2)求粒子第2次加速后做圆周运动的圆心与O的距离
;
(3)根据磁场中电荷偏转的规律设计了如图乙所示的引出装置,即在原有回旋加速器外面加装一个圆环,圆环与D形盒外表面形成圆环区域,环宽为d,在圆环区域内加垂直纸面向里的匀强磁场,让粒子从加速器边缘M点恰好能直接偏转至圆环区域外边缘N点。求圆环区域所加磁场的磁感应强度大小B2。
(1)求粒子能获得的最大动能Ek;
(2)求粒子第2次加速后做圆周运动的圆心与O的距离
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(3)根据磁场中电荷偏转的规律设计了如图乙所示的引出装置,即在原有回旋加速器外面加装一个圆环,圆环与D形盒外表面形成圆环区域,环宽为d,在圆环区域内加垂直纸面向里的匀强磁场,让粒子从加速器边缘M点恰好能直接偏转至圆环区域外边缘N点。求圆环区域所加磁场的磁感应强度大小B2。
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,一束质量为m的粒子,恰好沿直线从两带电平行板正中间通过,沿圆心方向进入右侧半径为R的圆形匀强磁场区域,粒子经过圆形磁场区域后,其运动方向与入射方向的夹角为
。已知粒子的初速度为v0,两平行板间与右侧圆形区域内的磁场的磁感应强度大小均为B,方向均垂直纸面向内,两平行板间距为d,不计空气阻力及粒子重力的影响,求:
(1)两平行板间的电势差U的大小?
(2)该粒子带正电还是负电?粒子的电荷量是多少?
(3)粒子在圆形磁场区域中运动的时间t是多少?
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(1)两平行板间的电势差U的大小?
(2)该粒子带正电还是负电?粒子的电荷量是多少?
(3)粒子在圆形磁场区域中运动的时间t是多少?
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(0.4)
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【推荐3】如图甲,粒子源靠近水平极板M、N的M板,N板下方有一对长为L,间距为
的竖直极板P、Q,在下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场,磁场上边界放有范围足够大的感光胶片。水平极板M、N之间的电压为
,中间开有小孔,两小孔连线的延长线为竖直极板P、Q的中线,与磁场上边界的交点为O。P、Q之间的电压
随时间t变化的图像如图乙所示,磁场的磁感应强度
。粒子源连续释放初速度不计、质量为m、带电量为+q的粒子(粒子所受重力不计),经加速后进入竖直极板P、Q之间的电场。再进入下方磁场,经磁场偏转后的粒子全部打在感光胶片上。已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期,
。求:
(1)带电粒子从N板小孔射出时的速度大小;
(2)为使进入磁场的粒子都能打在胶片上,磁场上、下边界的最小距离;
(3)以O点为坐标原点,向右为正方向建立坐标轴Ox,粒子在胶片上的落点的坐标范围。
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(1)带电粒子从N板小孔射出时的速度大小;
(2)为使进入磁场的粒子都能打在胶片上,磁场上、下边界的最小距离;
(3)以O点为坐标原点,向右为正方向建立坐标轴Ox,粒子在胶片上的落点的坐标范围。
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