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:595 题号:13119061
如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小B=0.6T,磁场内有一个平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离为L=16cm处,有一个点状α放射源S,它向各个方向发射α粒子,粒子的速度都是v=3.0×106m/s。已知α粒子的电荷量与质量之比 =5.0×107C/kg。现只考虑到图纸平面中运动的粒子,求∶
(1)α粒子的轨道半径和做匀速圆周运动的周期。
(2)ab上被α粒子打中的区域长度。

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【推荐1】如图,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.abP点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ=L.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)a粒子的发射速率

(2)匀强电场的场强大小和方向

(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值

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【推荐2】如图所示,OPQSxoy平面内边长为L的正方形,正方形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场;MN为与x轴平行且相距为L的足够长的荧光屏,荧光屏与y轴交点为C;在x轴与荧光屏之间存在沿y轴向上、电场强度大小为E的匀强电场。一束速度大小不同的电子从P点沿x轴正方向进入磁场后,均从OS边穿出磁场。已知电子的质量为m、电荷量为e,不计电子间的相互作用。求:
(1)这束电子的速度范围;
(2)电子打在荧光屏上形成亮线的长度;
(3)现撤去电场,保持其他条件不变,求打到C点的电子在磁场中的运动时间。
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【推荐3】在如图甲所示的平面坐标系xOy内,正方形区域(0<x<d、0 <y<d)内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场,规定图示磁场方向为正方向,磁感应强度B的变化规律如图乙所示,变化的周期T可以调节,图中B0为已知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏,质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,不计粒子重力。
(1)调节磁场的周期,满足T>,若粒子恰好打在屏上Pd,0)处,求粒子的速度大小v
(2)调节磁场的周期,满足T=,若粒子恰好打在屏上Qdd)处,求粒子的加速度大小a
(3)粒子速度大小为v0=时,欲使粒子垂直打到屏上,周期T应调为多大?
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