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 > 带电粒子在交变磁场中的运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:2053 题号:15373543
如图甲所示,在xOy平面的第一象限内存在周期性变化的磁场,规定磁场垂直纸面向内的方向为正,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。质量为m、电荷量为+q的粒子,在t=0时刻沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场。图乙中T0为未知量,不计粒子的重力(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
(1)若粒子射入磁场时的速度为v0,求时间内粒子做匀速圆周运动的半径;
(2)若粒子恰好不能从Oy轴射出磁场,求磁感应强度变化的周期
(3)若使粒子能从坐标为(dd)的D点平行于Ox轴射出,求射入磁场时速度大小。
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【推荐1】如图甲所示,在直角坐标系中有两条与y轴平行的磁场边界ABCDABCDx轴的交点分别为M(2L,0)、N(4L,0),在ABCD之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,在ABy轴之间存在着沿着y轴正方同的匀强电场,现有一质量为m、电荷量为e的电子,在y轴上的P点以初速度沿着x轴的正方向射入匀强电场,正好从M点进入匀强磁场,且速度方向与x轴所成夹角为30°。
(1)求匀强电场的电场强度E
(2)若电子不能越过边界CD,求匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件;
(3)若电子通过M点时开始计时,磁场随时间变化的情况如图乙所示(垂直纸面向外为正,且不考虑磁场变化所产生的感生电场),要使电子运动一段时间后从N点飞出,速度方向与x轴的夹角为30°,求磁场变化的周期T、磁感应强度B1的大小各应满足的表达式。

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【推荐2】在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOyx轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,电场强度为E1=0.2N/C。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,电场强度E2=0.1N/C,匀强磁场方向垂直纸面。某比荷为=102C/kg的带正电的粒子(可视为质点)以v0=4m/s竖直向上的速度从-x上的A点进入第二象限,并从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10m/s2。试求:(结果可用π表示)
(1)带电粒子运动到C点的纵坐标值h及到达C点的速度大小v1
(2)+x轴上有一点DOD=OC,若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0
(3)要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0T0应满足的关系。
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【推荐3】在某一真空空间内建立xOy坐标系,在坐标系y轴右侧加有如图(b)所示的匀强磁场,取方向向外为正, 后该空间不存在磁场.在t=0时刻,从原点O处向第一象限发射一比荷为的带正电粒子(重力不计),速度大小v0=103 m/s、方向与x轴正方向成30°角,设P点为粒子从O点飞出后第2次经过x轴的位置.则

(1)OP间的距离为多大;
(2)如果将磁场撤去,在y轴右侧加上平行于纸面,垂直于入射速度方向且斜向下的匀强电场,粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入,粒子也经过P点,求电场强度的大小(保留整数).
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