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 > 根据粒子运动确定磁场区域的范围
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1338 题号:13071012
一除尘装置的截面图如图所示,平行正对的塑料平板的长度均为,两板的间距为,其中轴线与平面坐标系的轴共线,轴垂直于板并紧靠板右端。大量均匀分布的带电尘埃以沿轴正方向大小为的速度进入两板间,每颗尘埃的质量均为、电荷量均为。当两板间存在垂直纸面向外的匀强磁场,挨着板左侧射入的尘埃恰好落到板的最右侧。若要把尘埃全部收集到位于处的容器中,需撤去塑料板间的磁场,同时在轴右侧某圆形区域内加一垂直于纸面向外的匀强磁场。尘埃进入圆形区域的磁场后一直在磁场中运动,直到进入容器中、尘埃受到的重力、尘埃间的相互作用均不计,取。求:
(1)两塑料板间的匀强磁场的磁感应强度的大小
(2)轴右侧所加圆形匀强磁场区域的最小半径及其圆心坐标;
(3)最小半径的圆形磁场的磁感应强度的大小及沿轴射入的尘埃在该磁场中运动的时间。

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【推荐1】如图所示,在xOy平面内y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角θ=30°,Q点坐标为(0,-d),在y轴右侧某区域内(图中未画出)有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场,磁场磁感应强度大小,粒子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场.不计粒子重力,求:

(1)电场强度大小E
(2)粒子在有界磁场中做圆周运动的半径r和时间t
(3)如果有界匀强磁场区域为半圆形,求磁场区域的最小面积S
2017-06-29更新 | 789次组卷
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【推荐2】太阳喷发大量高能带电粒子,这些粒子形成的“太阳风”接近地球时,假如没有地球磁场, “太阳风”就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下,地球的大气成分可能不是现在的样子,生命将无法存在。地磁场的作用使得带电粒子不能径直到达地面,而是被“运到”地球的南北两极,南极光和北极光就是带电粒子进入大气层的踪迹。假设“太阳风”主要成分为质子,速度约为0.1C(C=)。近似认为地磁场在赤道上空为匀强环形磁场,平均强度为,示意图如图所示。已知地球半径为,质子电荷量,质量。如果“太阳风”在赤道平面内射向地球,太阳喷发高能带电粒子,这些粒子形成的太阳风接近地球时,假如:
(1)太阳风中质子的速度的方向任意,则地磁场厚度d为多少时才能保证所有粒子都不能到达地表?并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。(结果保留两位有效数字)
(2)太阳风中质子垂直地表指向地心方向入射,地磁场的厚度至少为多少才能使粒子不能到达地表?并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。(结果保留两位有效数字)(时,
(3)太阳风中粒子的入射方向和入射点与地心连线的夹角为α如图,0<α<90°,磁场厚度满足第(1)问中的要求为定值d。电子质量为me,电荷量为-e,则电子不能到达地表的最大速度和角度α的关系,并画出与之对应的粒子在磁场中的轨迹图。(图中磁场方向垂直纸面)
2020-05-22更新 | 726次组卷
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【推荐3】如图所示,xOy为平面直角坐标系,x轴水平,y轴竖直。在x轴上、下方空间都分布着垂直xOy平面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小分别为B、3B(未画出)。一质量为m、电荷量为-q的小球从坐标原点O处以与x轴正方向成30°角的速度v射入第一象限,不计重力。求:
(1)小球从离开O点(记为第0次)到第四次经过x轴过程的平均速度;
(2)小球从离开O点后T为粒子的运动周期)时刻的位置坐标。
2020-10-06更新 | 374次组卷
共计 平均难度:一般