如图所示,在纸面内存在一垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,其半径为r1=1.0m。圆心O处有一粒子源,可以在平面内向各个方向发射速度为v0 =1.0×106m/s的α粒子(即氦核),其电量为q =+3.2×10-19C,质量取m =6.4×10-27kg。现以O点为原点,建立x坐标轴,其中沿与x轴成角发射的粒子A,恰好沿 x 轴正向射出圆形磁场区域。求:
(1)α粒子在圆形磁场区域内运动的轨迹半径R1及该磁场的磁感应强度大小B1;
(2)若在该圆形磁场区域外存在另一垂直纸面向外的匀强磁场(范围足够大),其磁感应强度大小B2 = 0.5B1,请确定粒子A从原点O 发射至返回原点O且速度方向与出发时方向相同所经历的时间t;
(3)在(2)中引入的匀强磁场B2,若有一个以 O 点为圆心的圆形外边界,为保证所有粒子源发射的α粒子均能回到O点,则磁场B2的外边界半径r2至少需多大。
(1)α粒子在圆形磁场区域内运动的轨迹半径R1及该磁场的磁感应强度大小B1;
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(3)在(2)中引入的匀强磁场B2,若有一个以 O 点为圆心的圆形外边界,为保证所有粒子源发射的α粒子均能回到O点,则磁场B2的外边界半径r2至少需多大。
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更新时间:2021-03-17 20:43:51
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【推荐1】如图所示,串联阻值为R的闭合电路中,面积为S的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为k的匀强磁场B,abcd的电阻值也为R,其他电阻不计.电阻两端又向右并联一个平行板电容器.在靠近M板处由静止释放一质量为m、电量为+q的带电粒子(不计重力),经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场,已知该圆形匀强磁场的半径为。求:
(1)电容器获得的电压;
(2)带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度;
(3)带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角
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【推荐2】如图所示的平面直角坐标系,在第象限存在与轴相切于坐标原点半径为的圆形边界(圆心为),是平行于轴的半径,是沿着轴的直径,边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场,一对带电平行板放在第一象限内,内部形成平行纸面方向电场强度为的匀强电场,外部的电场强度认为等于0,在平行板间有垂直纸面向外磁感强度为的匀强磁场。一质量为、带电量为的粒子甲(不计重力)从点以某一速度垂直电场方向射入电磁场,然后沿直线运动到点离开电容器,接着从点运动到点垂直射入圆形边界内的磁场,最后经过点离开磁场。另一质量为的带电粒子乙(不计重力)从点以指向点的速度(大小等于甲在点的速度)射入圆形边界内的磁场,从点离开磁场时的速度正好沿着轴的负方向。已知甲在点的速度与轴的负方向成夹角,。
(1)求甲的速度大小以及圆形边界内匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)求甲从 运动到的时间以及乙的带电量;
(3)求甲从到速度变化量的大小以及甲从到受力平均值的大小(对运动的时间而言)。
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【推荐3】如图所示,方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界,是一个半径为r的圆,圆心O1在x轴上,OO1距离等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点,在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E,方向沿x轴的负方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.有一群相同的正粒子,以相同的速率,在纸面内沿不同方向从原点O射入第Ⅰ象限,粒子的速度方向在与x轴成θ=30˚角的范围内,其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后,恰好在正交的电磁场中做直线运动。粒子的质量为m,电荷量为q(不计粒子的重力)。求:
(1)粒子的初速率;
(2)圆形有界磁场的磁感应强度;
(3)若只撤去虚线MN上面的磁场B,这些粒子经过y轴的坐标范围。
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【推荐1】在平面直角坐标系内有、、、,其平面内x≤12.5m的区域有平行XOY平面的匀强电场,12.5m≤x≤(12.5m+d)的区域内有垂直于该平面的匀强磁场,且P1、P2、P3的电势分别为-2000V、1000V、-1000V,磁感应强度为B=0.01T。如果有一个重力可以忽略的带电粒子从坐标原点以大小为106m/s、方向与-y轴夹角为30°的速度射入第四象限,经过t=10-5s时速度恰好平行x轴,方向与x轴同向。
(1)求P4点的电势;
(2)求带电粒子的性质及比荷;
(3)匀强磁场的宽度d至少多大时,该粒子才能返回电场?粒子从什么坐标位置返回电场?
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【推荐2】如图所示,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B1=1.5T,方向垂直平面向里的圆形磁场区域Ⅰ,圆形磁场区域Ⅰ与x轴相切于O点,半径R=0.2m。在第三象限某区域内存在着磁感应强度大小为B2=3T,方向垂直于平面向外的圆形匀强磁场区域Ⅱ(图中未画出),在第四象限内存在电场强度为E,方向平行于xOy平面且与y轴负方向成α角的匀强电场。现有质量为m=3.0×10-5kg,电荷量为的电荷从M(-0.3m,+0.3m)点以平行于x轴的速度v0=2m/s进入Ⅰ区域,随后穿过Ⅱ区域到达y轴上的P点,经第四象限电场偏转后恰好能回到O点。已知P点坐标为(0,-0.4m),∠α=60°。该电荷到达P点时速度方向与y轴垂直,重力忽略不计。求:
(1)该电荷在区域Ⅰ内运动的时间t;
(2)区域Ⅱ内圆形磁场的最小面积S;
(3)第四象限内匀强电场的电场强度E的大小。
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【推荐3】如图所示,平面直角坐标系xOy,P点在x轴上,已知,Q点在负y轴上某处.第Ⅱ象限内有平行于y轴场强E大小未知的匀强电场;第Ⅰ象限内有一个磁感应强度B大小未知的圆形磁场区域,与x、y轴分别相切于A、C两点,已知OA=L;第Ⅲ象限内有一位置未知的矩形磁场区域(图中未画出),磁感应强度为2B;第Ⅳ象限内存在一个磁感应强度Bx未知的圆形磁场区域(图中未画出);三个区域的磁场方向均垂直于xOy平面.电荷量为+q、质量为m、速度大小为v0的粒子a从A点沿y轴正方向射入,经过C点和P点,通过矩形磁场后从Q点与Y轴负方向成进入第Ⅳ象限,并通过圆形磁场后重新回到A点且方向沿y轴正方向.不计粒子的重力和粒子间相互作用力.求:
(1)第Ⅰ象限内圆形区域内磁场磁感应强度B的大小、方向;
(2)第Ⅱ象限内匀强电场的场强大小E;
(3)第Ⅲ象限内矩形磁场区域的最小面积S;
(4)第Ⅳ象限内圆形磁场的磁感应强度Bx的取值范围.
(1)第Ⅰ象限内圆形区域内磁场磁感应强度B的大小、方向;
(2)第Ⅱ象限内匀强电场的场强大小E;
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