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 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:447 题号:15156734
铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动,离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,不考虑离子重力及离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U
(2)实际使用中上加速电压的大小会在范围内发生微小变化,若容器A中有铀235和铀238两种同位素离子,它们的电量相等,质量数分别为235和238,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中就会发生分离。为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少。
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【知识点】 粒子由电场进入磁场

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图所示,在第一象限存在一竖直向下的匀强电场,在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ,方向垂直于xoy平面向外,在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ(图中未画出)。一带电粒子,质量为m,电量为+q,以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ,经过磁场Ⅰ和电场的偏转,与x轴正向成角离开电场,再经过磁场Ⅱ的偏转,垂直y轴进入第三象限。重力不计,求:
(1)电场强度E
(2)磁场Ⅱ的磁感应强度B
(3)若粒子能够再次进入电场,求粒子离开电场时获得的速度;若粒子不能再次进入电场,求轨迹与y轴的第三次(不包含起始点)相交的交点与O点的距离。
2020-05-19更新 | 151次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。两块磁铁前后平行垂直水平面放置,收集板位于两块磁铁之间,平行于上下底面从高到低放置,收集板的右端在同一竖直面上,收集板长度从高到低变大,因而左端位置不同。两磁铁之间的长方体空间内的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T。在其下方有一粒子源可以无初速释放质量为kg、电荷量绝对值为C的粒子,这些粒子经加速电场加速后从小孔O进入收集装置的磁场,在磁场的作用下运动,并打到右侧的收集板上(如图乙中D1、D2所示)。收集板D1刚好与小孔O在同一高度,已知收集板D1、D2收集的粒子的最小动能分别为eV、eV。粒子击中收集板后有一定比例反射,反射速度最大值为撞击前速度的k=0.6倍。重力及粒子间的相互作用忽略不计。
(1)求粒子进入收集装置的动能为ED1时所需的加速电场电压;
(2)写出粒子在磁场中运动的半径r与动能Ek的关系式(用qmB表示);
(3)要使得能量在ED1ED2之间的粒子最终全部被D1吸收,求D1D2间的最小距离和D1板最少长度(左端到右端的距离)。
2021-07-08更新 | 105次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度分别为B1=0.1T、B2=0.05T,分界线OMx轴正方向的夹角为α.在第二、三象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场,电场强度E=1×104V/m.现有一带电粒子由x轴上A点静止释放,从O点进入匀强磁场区域.已知A点横坐标xA=5×10-2m,带电粒子的质量m=1.6×1024kg,电荷量q=+1.6×1015C.
(1)求粒子到达O点时的速度大小;
(2)如果α=30°,则粒子能经过OM分界面上的哪些点?
(3)如果α=30°,让粒子在OA之间的某点释放,要求粒子仍能经过(2)问中的那些点,则粒子释放的位置应满足什么条件?
2019-11-09更新 | 276次组卷
共计 平均难度:一般