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:986 题号:15372825
如图a,区域Ⅰ有竖直向上的场强大小为E0的匀强电场,区域Ⅱ有平行于x轴的交变电场,场强E随时间变化规律如图b所示(设向右为正方向),区域Ⅲ和区域Ⅳ有方向均垂直纸面的匀强磁场,且区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上固定着一块以O'为中点的绝缘弹性挡板(挡板厚度可忽略,粒子与挡板碰撞时,平行挡板方向的分速度不变,垂直挡板方向上的分速度等大反向,且碰撞后电量不变)。t=0时,在O点释放一带正电粒子(不计重力),粒子经电场加速后进入区域Ⅱ,经电场偏转后进入区域Ⅲ,进入时粒子速度与水平方向成30°角,接着在磁场中恰好以O'点为圆心做圆周运动,此后又恰好回到O点,并做周期性运动,已知量有粒子的质量m、电荷量q、电场场强大小E0、区域Ⅰ的宽度d。求:
(1)粒子在区域Ⅰ加速的时间t1以及进入区域Ⅱ时的速度大小v0
(2)粒子刚进入区域Ⅲ的水平坐标以及区域Ⅲ中磁感应强度B的大小;
(3)若粒子在t=T时刻恰好返回O点,则交变电场随时间变化的周期T是多少?
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【推荐1】平面直角坐标系第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,如图所示。质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的M点,以垂直于y轴的初速度射入电场,经由x轴上的N点进入磁场,最终粒子在P点垂直y轴离开磁场。已知MN两点到原点距离分别为,不计粒子重力。
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
2022-03-11更新 | 1167次组卷
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【推荐2】探究离子源发射速度大小和方向分布的原理如图所示。x轴上方存在垂直平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴下方的分析器由两块相距为d、长度足够的平行金属薄板MN组成,其中位于x轴的M板中心有一小孔C(孔径忽略不计),N板连接电流表后接地。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m、电荷量为q的正离子,其速度方向与y轴夹角最大值为;且各个方向均有速度大小连续分布在之间的离子射出。已知速度大小为、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。未能射入孔C的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽(图中没有画出)。不计离子的重力及相互作用,不考虑离子间的碰撞。
(1)求孔C所处位置的坐标
(2)求离子打在N板上区域的长度L
(3)若在NM板之间加载电压,调节其大小,求电流表示数刚为0时的电压
(4)若将分析器沿着x轴平移,调节加载在NM板之间的电压,求电流表示数刚为0时的电压与孔C位置坐标x之间关系式。
2023-01-10更新 | 0次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为By轴上的P点有一粒子源,可垂直磁场发射速度大小不同、方向相同的电子,速度大小满足,速度方向与y轴正方向成角。沿x轴正半轴上有一足够长的厚度不计的荧光屏,当有电子打到荧光屏时,荧光屏会发出荧光。已知电子的电荷量为e,质量为mP点坐标为,电子重力不计。求:
(1)从y轴上点出射的电子的速度大小;
(2)荧光屏上可能发光部分的长度。
2021-02-06更新 | 669次组卷
共计 平均难度:一般