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:330 题号:12490786
如图所示,在水平虚线MN和PQ间有垂直于纸面向外的匀强磁场,在MN上方有平行于纸面垂直于MN向上的匀强电场,电场强度大小为E,在PQ上的A点沿纸面斜向右上与PQ成60°角的方向射入一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,射入的速度大小为v0,恰好垂直MN进入电场,MN与PQ间的距离为d,不计粒子的重力。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)求粒子在电场、磁场中运动的总时间;
(3)保持磁场的磁感应强度大小不变,将方向反向,粒子在A点射入磁场的方向不变,将大小改变,结果粒子在整个运动过程中的最小速度为最大速度的倍,求粒子的最大速度。

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【推荐1】人类通过对放射性元素的探索来获取核能的秘密,左下角部分的密闭装置即为研究所研究核反应的某种设备,钚的放射性同位素放置在密闭容器中,静止时衰变为铀核和α粒子,并放出能量为E0的γ光子(衰变放出的光子的动量可忽略),的质量为M,衰变产生的α粒子的质量为m带电量为,从电场中坐标为(L,0)的点以速度v0沿+y方向射出。在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ以及匀强磁场Ⅱ,OMPQ为磁场边界和x轴的交点,MP区域是真空的,OM=MP=L。在第二象限存在沿x轴正向的匀强电场. α粒子从y轴上的C处、坐标(0,2L)射入区域Ⅰ,并且沿x的正方向射出区域Ⅰ,带电粒子经过匀强磁场Ⅱ后第二次经过y轴时就回到C点(粒子的重力忽略不计). 求:
(1)钚核反应中亏损的质量;
(2)第二象限匀强电场场强E的大小,区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子两次经过C的时间间隔.
2019-12-19更新 | 882次组卷
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【推荐2】如图,在直角坐标系xOy平面内,虚线MN平行于y轴,N点坐标(-l,0),MNy轴之间有沿y 轴正方向的匀强电场,在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出)。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子,从虚线MN上的P点,以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场,并从y轴上A点(0,0.5l)射出电场,射出时速度方向与y轴负方向成30°角,此后,电子做匀速直线运动,进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点(,-l)射出,速度沿x轴负方向。不计电子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小?
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小?电子在磁场中运动的时间t是多少?
(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大?
2016-12-08更新 | 1121次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,O为质子源,无初速度地释放质子,质子经MN两金属板之间的电场加速后,通过N板中心小孔射出。质子沿中心轴线射入平行金属板,两板间距离为d,板长为d,板间电压恒为。虚线右侧为匀强磁场,边界恰好过d点,磁场边界与金属板右边缘连线的夹角可根据需求调整。边界的右下方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。已知质子的质量为m、电荷量为q,重力不计,平行金属板之间可认为是匀强电场,不考虑边缘电场,不计质子之间的相互作用力。调整加速电压,使质子自板边缘d点离开电场,求:
(1)加速电压U的大小;
(2)如果,为使质子第一次离开磁场时通过b点,求磁场的磁感应强度及质子在磁场中的运动时间;
(3)如果,为使质子第一次离开磁场时通过b点,求磁场的磁感应强度及质子在磁场中的运动时间。
2023-12-08更新 | 353次组卷
共计 平均难度:一般