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:388 题号:13065594
如图甲所示,在xOy平面内的y≥0和xd区域内存在垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m、带电量为q的两个相同负离子ab经过原点O以不同的速度射入磁场。已知离子a射入第二象限,速度方向与y轴夹角为α=37°,并且恰好从点Pdd)射出磁场;离子b射入第一象限,设速度方向与y轴的夹角为β不计离子的重力和离子间的相互作用,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求离子a射入磁场时的速度大小和在磁场中运动的时间;
(2)要使离子b射出磁场时的速度方向与离子a射出磁场时的速度方向平行,试讨论离子b射入磁场时角度β和对应速度v需要满足的条件;
(3)假设离子b射入磁场时角度β=37°、速度,将磁场的右边界绕P点沿逆时针转过一个角度,使得离子b射出磁场时的速度方向仍然与离子a射出磁场时的速度方向平行,如图乙所示。求此时磁场右边界的直线方程。

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【推荐1】如图所示,上、下边缘高度差为的挡板固定在竖直面内,水平向左的匀强电场恰好与挡板平面垂直,挡板下方无电场。分布范围足能大、垂直纸面向里的匀强磁场与挡板平面平行,碰感应强度为。现有一表面绝缘、质量为、带电量为的滑块,将其从挡板的上边缘贴近挡板无初速度释放,当它滑到挡板下边缘时,恰好与挡板无挤压。此后,撤去电场,滑块继续在磁场中运动。已知滑块所受电场力和重力的大小相等,与挡板间的动摩擦因数为,不计滑块的大小,取重力加速度为,求:
(1)刚释放时,滑块的加速度的大小;
(2)刚滑到挡板下边缘时,滑块的速度的大小;
(3)沿挡板下滑过程中,摩擦力对滑块做的功
(4)滑块所经过的最低点与挡板下边缘的高度差
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【推荐2】如图,在平面直角坐标系平面内存在两处匀强磁场,第一象限内的匀强磁场分布在三角形OAC之外的区域,磁感应强度大小为2B,方向垂直纸面向里,AC两点分别位于x轴和y轴上,OC的长度为2R,第二象限内的匀强磁场分布在半径为R的圆形区域内,磁感应强度大小为B,圆形区域的圆心坐标为(RR),圆形区域与xy轴的切点分别为PQ,第三、四象限内均无磁场。置于P点的离子发射器,能持续地从P点在xOy平面内向x轴上方范围内以恒定速率发射同种正离子,离子质量均为m,电荷量均为q;在y轴上的CG之间放置一个长CG=2R的探测板,所有打到探测板上的离子都被板吸收。已知从P点垂直于x轴发射的离子恰好经过Q点进入第一象限,不计重力及离子间的相互作用,求:
(1)圆形区域内磁场的方向及离子的发射速率
(2)从P点垂直于x轴发射的离子,从发射到第二次经过边界AC所用的时间t
(3)探测板CG上有离子打到的区域长度。
   
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【推荐3】某实验小组分别用匀强电场和匀强磁场设计电子偏转装置。一带正电的粒子,重力不计,电量与质量之比为k,以平行于Ox轴的速度v0y轴上的A点水平射入第一象限区域,并从x轴的B点射出,如图(甲)和(乙)所示。已知OA=s,∠ABO=α
(1)若第一象限只存在平行于Oy的电场,如图(甲),求该电场强度大小;
(2)若第一象限只存在垂直xOy平面的匀强磁场,如图(乙),求该磁感应强度的大小。
(3)在第(1)问中,带电粒子到达B点后撤销电场,同时在整个空间中施加垂直xOy平面的匀强磁场,要求粒子能回到A点,求所施加磁场的磁感应强度B。(忽略磁场变化过程带来的电磁扰动)
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