如图所示,空间中有两个匀强磁场区域I、II被虚线隔开,区域I内的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外,区域II内的磁感应强度大小为2B、方向垂直纸面向外。质量为m、电量为q(q>0)的带正电粒子,以初速度v从A点沿与虚线成夹角
方向进入磁场区域I。粒子重力忽略不计,磁场区域足够大,将粒子从A点出发计为第一次经过虚线,求:
(1)粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1;
(2)粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间;
(3)粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。
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(1)粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1;
(2)粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间;
(3)粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/5/2895130345488384/2896381420838912/STEM/403d6e21-02de-4d9f-a543-5767c09d3bf3.png?resizew=180)
更新时间:2022-01-17 13:25:59
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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【推荐1】某装置利用磁场控制带电粒子的运动。如图所示,矩形区域ABCD边长分别为
、
,O、
为AB、CD边的中点;ABCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场,每层的高度均为d,磁感应强度大小可调,方向垂直纸面沿竖直方向交替变化;质量为m、电荷量为+q的粒子从O点射入磁场,初速度大小为
,方向与
夹角为
,粒子在纸面内运动,不计粒子重力及粒子间的相互作用。
(1)若粒子从O开始沿图示轨迹运动且恰好到达
,求所加磁场的磁感应强度的大小
。
(2)若粒子从CD边离开磁场时与轴线
的距离小于d,求磁感应强度B的取值范围。
(3)若磁感应强度
,求能从CD边出射的粒子初速度方向与
夹角θ的范围。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5e662df45fb543724ae1eb0b117c23a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/270ddac9587bf1ea553914cb69595ab2.png)
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(1)若粒子从O开始沿图示轨迹运动且恰好到达
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
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(2)若粒子从CD边离开磁场时与轴线
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(3)若磁感应强度
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【推荐2】如图所示,虚线为两磁场的边界,虚线左侧存在着半径为R的半圆形匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,圆心O为虚线上的一点,虚线右侧存在着宽度为R的匀强磁场,方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,从圆周上的A点以某一初速度沿半径方向射入半圆形磁场区域,恰好从D点射出,AO垂直OD。若将带电粒子从圆周上的C点,以相同的初速度射入磁场,已知∠AOC=53°,粒子刚好能从虚线右侧磁场区域射出,不计粒子重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间;
(2)粒子从C点入射,第一次运动到两磁场的边界时速度的方向及其离O点的距离;
(3)虚线右侧磁场的磁感应强度。
(1)带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间;
(2)粒子从C点入射,第一次运动到两磁场的边界时速度的方向及其离O点的距离;
(3)虚线右侧磁场的磁感应强度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/13/2440419957579776/2440813812359168/STEM/99b1eab4-ebc8-4a41-83f9-a33ea0391bf8.png?resizew=183)
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【推荐3】如图所示,真空中的正方体边长为L=1.6m,底面中心处有一点状放射源S,仅在
所在平面内向各个方向均匀发射
粒子,所有
粒子的速率均为
,已知
粒子的比荷为
,现给正方体内施加竖直向上的匀强磁场,使所有
粒子恰好能束缚在正方形
区域内。
面放有一个屏,该屏可以沿z轴左右平移。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)现在正方体内再施加竖直向上的匀强电场,要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开,求所加匀强电场的电场强度E的大小(结果用
表示);
(3)若匀强电场电场强度的大小取第(2)问中的最大值,现让
屏向左沿
方向移动
,求粒子打在
屏上x轴坐标的最大值和最小值时对应点的y轴坐标。
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(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)现在正方体内再施加竖直向上的匀强电场,要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开,求所加匀强电场的电场强度E的大小(结果用
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