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:505 题号:12998958
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的某区域内有电场强度大小E=3.2×104 N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2m。一质量m=4.0×10-25 kg、电荷量q=-2.0×10-17 C的带电粒子从P点以速度v=4.0×106 m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,试讨论电场强度的大小E′与电场左边界的横坐标x′的函数关系。
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【推荐1】如图,直角坐标系xoy中,A、C分别为x、y轴上的两点,OC长为L,∠OAC=30°,△OAC区域内有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,区域外无磁场.有大量质量为m,电荷量为q的带正电粒子,以平等于y轴方向从OA边各处持续不断射入磁场.已知能从AC边垂直射出的粒子在磁场中运动时间为t,不考虑粒子间的相互作用且粒子重力不计.
(1)求磁场磁感应强度B的大小;
(2)有些粒子的运动轨迹会与AC边相切,求相切轨的最大半径rm及其对应的入射速度vm
(3)若粒子入射速度相同,有些粒子能在边界AC上相遇,求相遇的两粒子入射时间差的最大值.
2018-02-27更新 | 426次组卷
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【推荐2】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内有一挡板OS,挡板OSx轴正向间夹角=45°,y轴正半轴与挡板OS间存在垂直纸面向外的匀强磁场;第二象限中,虚线PQ与挡板OS平行,0P=OQ=L,在虚线PQ的上方存在沿y轴负向的匀强电场.一群质量为m、带电量为+q的粒子以大小不同、方向相同的初速度从虚线上各点射出后进入电场,初速度方向与x轴正向的夹角为,其余弦值.已知由P点射出的粒子初速度大小为v0,经过电场后恰好经过Q点垂直y轴进入磁场,并垂直打到挡板OS上.不计粒子重力和各粒子间的相互作用力.
       
(1)求匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B;
(2)若所有粒子均能通过Q点进入磁场,且打到挡板上的粒子均被挡板OS吸收,试确定在虚线PQ上哪个区域射出的粒子能够打到挡板OS上,并求解该区域的长度d.
2018-05-17更新 | 513次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,在光滑的绝缘水平面内建立平面直角坐标系xOy,在第一、二、四象限内存在竖直向下的匀强磁场,第三象限内存在竖直向上的匀强磁场,两个磁场的磁感应大小都为B,在原点O放置一个不带电的小球a,球a质量为mP(-l,0)、Q(0,-l)为坐标轴上的两个点,现有一质量为2m、电荷量为-q的小球bP点沿着PQ方向射出,速度大小不确定。经一段时间击中小球a,二者结合在一起,随后它们继续运动通过了Q点,小球的电荷量不发生变化,忽略两小球碰撞的时间。试求:
(1)碰撞过程中两小球组成的系统损失的动能与系统初动能的比值;
(2)小球bP点运动到Q点路程的所有可能值;
(3)小球bP点运动到Q点的最短时间。
2018-03-26更新 | 429次组卷
共计 平均难度:一般