组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在叠加场中的运动 > 带电粒子在叠加场中含动量问题
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1042 题号:14815806
如图所示,在光滑的水平面上有一直角坐标系,其中在第一象限的范围内存在一沿方向的有界匀强电场,其场强大小,电场的上边界满足方程,在第三、四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B大小未知,现在在电场线上边界各处依次静止释放质量,电量的绝缘带负电小球(可视为质点),发现经过一段时间后,所有小球均能从x轴上的同一位置离开磁场区域。
(1)试写出小球进入磁场时的速度大小与横坐标x的关系(用mqE表示);
(2)试确定这些小球离开磁场时的位置坐标,并求出磁感应强度B的大小;
(3)若于坐标处静止放置一绝缘不带电的小球,其质量,现仍在处释放与题干中相同的带电小球m,则两小球将发生弹性正碰(碰撞无电荷传递),若要使碰后小球m能通过坐标原点O,试求满足要求的小球的质量的两种可能值。
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(1)求粒子从原点O射入磁场时的速度大小v
(2)若在两磁场分界处有一垂直于xOy平面的足够大竖直挡板,求打到挡板上的粒子数占总粒子数的百分比
(3)若粒子在区域Ⅱ中受到与速度大小成正比、方向相反的阻力,比例系数为k,观察发现沿y轴正方向射入的粒子,射入区域Ⅱ后粒子轨迹呈螺旋状并与两磁场的边界相切于Q点(未画出),求该粒子由P点运动到Q点的时间t及该粒子在区域Ⅱ中运动轨迹的长度l

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(1)判断速度选择器中磁场的方向,并求质量为的核进入速度选择器时的速度;
(2)质量为的原子核离开速度选择器时在O点左侧还是右侧?设其通过ab边界时,离O点的距离为d,求该原子核离开ab边界时速度;
(3)接上一问,若,当磁场大小为多少时,两种同位素核第一次回到ab边界,将击中ab边界上同一点。
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(1)求关系式的值;
(2)求离子通过界面y坐标的最大值和最小值
(3)为回收离子,在界面右侧加一宽度为L且平行于轴的匀强电场,如图所示,为使所有离子都不能穿越电场区域,求电场强度的最小值E

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