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:593 题号:12521202
如图所示为一简易的速度筛选器,形状为一等腰直角三角形,直角边长为。在该区域里,有一垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场。一束速度大小不同,质量为m,电荷量为q的带正电粒子从中点O垂直AB射入该磁场区域,在BC边放置一粒子收集器,长度与BC等长,粒子打到收集器上会被收集,从而把这些粒子筛选出来。其中粒子重力不计,也不计粒子间相互作用。
(1)求能被收集粒子的最小速度;
(2)求能被收集粒子的速度范围;
(3)讨论能被收集粒子在磁场中运动的时间与速度的关系;
(4)如果入射点稍向下移,能被收集粒子的速度范围会增大还是减小?(不需要写出推导过程)

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【推荐1】如图所示,以O为原点建立平面直角坐标系Oxy,沿y轴放置一平面荧光屏,在y>0,0<x<0.5m的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=0.5T.在原点O放一个开有小孔粒子源,粒子源能同时放出比荷为=4.0×106kg/C的不同速率的正离子束,沿与x轴成30o角从小孔射入磁场,最后打在荧光屏上,使荧光屏发亮.入射正离子束的速率在0到最大值vm=2.0×106m/s的范围内,不计离子之间的相互作用,也不计离子的重力.
(1)求离子从粒子源放出到打到荧光屏上所用的时间;
(2)求离子打到荧光屏上的范围;
(3)实际上,从O点射入的正离子束有一定的宽度,设正离子将在与x轴成30o~60o角内进入磁场,则某时刻(设为t=0时刻)在这一宽度内向各个方向射入各种速率的离子,经过×10-7s时这些离子可能出现的区域面积是多大?
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【推荐2】如图所示,在轴上方存在垂直于平面向外的匀强磁场,坐标原点处有一粒子源,可向轴和轴上方的平面各个方向不断地发射质量为、带电量为、速度大小均为的粒子.在轴上距离原点处垂直于轴放置一个长度为、厚度不计、两侧均能接收粒子的薄金属板(粒子打在金属板上即被吸收,电势保持为0).沿轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力.

(1)求磁感应强度的大小;
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【推荐3】如图所示,在x轴上方存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点О处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的xOy平面各个方向不断地发射质量为m、带电量为+q、速度大小均为v的粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、两侧均能接收粒子的薄金属板P(粒子打在金属板Р上即被吸收,电势保持为0)。沿y轴正方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)要使薄金属板Р右侧不能接收到粒子,求挡板沿x轴正方向移动的最小距离。

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