利用电场和磁场控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,边长为的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方存在水平向左的匀强电场。一带电荷量为、质量为的带负电粒子从点沿方向以速度射入磁场,恰好从点离开磁场,最后打在竖直荧光屏上的点。已知点到点的水平距离和竖直距离均为,不计粒子受到的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小。
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小。
更新时间:2022-03-24 22:57:16
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【推荐1】如图所示,宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。绝缘长薄板MN置于磁场的右边界,粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后竖直分速度不变,水平分速度大小不变、方向相反.磁场左边界上O处有一个粒子源,向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为+q、速度为v的粒子,不计粒子重力和粒子间的相互作用,粒子电荷量保持不变。
(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板,求粒子速度v满足的条件;
(2)若v=,一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来,求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t。
(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板,求粒子速度v满足的条件;
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【推荐2】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限存在匀强磁场,方向垂直于纸面向里。一不计重力的带电粒子从P点以200m/s的速度进入第四象限,方向与y轴负方向成。已知带电粒子的质量为、电荷量为,,试求:
(1)若粒子恰好不能进入第一象限,则磁感应强度B的大小;
(2)若磁感应强度,则粒子通过x轴的位置到O点距离。
(1)若粒子恰好不能进入第一象限,则磁感应强度B的大小;
(2)若磁感应强度,则粒子通过x轴的位置到O点距离。
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【推荐1】如图所示,在 x 轴上方有垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场。在 y 轴正半轴上距原点L 处的 a 点有一个离子源,可以向各方向发射质量为 m、带电量为 q 的负离子,所有离子初速度大小均为v0。在这些离子穿过 x 轴的位置中,b 点(未画出)离 O 点最远,已知磁感应强度大小为。
(1)求 b 点的坐标;
(2)x 轴下方的 c、d、f 三个点构成一个直角三角形,且 c、d 在 y 轴上,cd 与 cf 长度之比为 1:2。在 x 轴下方加上平行于 xOy 平面的匀强电场后,从磁场中穿过 x 轴进入电场的离子中,有一个离子经过 c、f 点的动能分别为 Ek和 3Ek,另一个离子经过 d、f 点的动能分别为 1.5Ek和 4.5Ek(Ek为未知),求匀强电场的方向。
(1)求 b 点的坐标;
(2)x 轴下方的 c、d、f 三个点构成一个直角三角形,且 c、d 在 y 轴上,cd 与 cf 长度之比为 1:2。在 x 轴下方加上平行于 xOy 平面的匀强电场后,从磁场中穿过 x 轴进入电场的离子中,有一个离子经过 c、f 点的动能分别为 Ek和 3Ek,另一个离子经过 d、f 点的动能分别为 1.5Ek和 4.5Ek(Ek为未知),求匀强电场的方向。
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【推荐2】如图所示的坐标系中,第一象限存在与平面平行的匀强电场,且与y轴负方向的夹角,第二象限存在垂直平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一带正电粒子自O点射入第二象限,速度v与x轴负方向的夹角,粒子经磁场偏转后从y轴上的P点进入第一象限,并由x轴上的M点(未画出)离开电场。已知电场强度为,粒子的比荷为,不计粒子重力。
(1)求两点的距离;
(2)求粒子在磁场中运动的时间;
(3)当该粒子经过P点的同时,在电场中的N点由静止释放另一个完全相同的带电粒子,若两粒子在离开电场前相遇且所需时间最长,求N点的坐标(用L的倍数来表示)。
(1)求两点的距离;
(2)求粒子在磁场中运动的时间;
(3)当该粒子经过P点的同时,在电场中的N点由静止释放另一个完全相同的带电粒子,若两粒子在离开电场前相遇且所需时间最长,求N点的坐标(用L的倍数来表示)。
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【推荐3】如图所示,半径为r的圆形匀强磁场区域Ⅰ与x轴相切于坐标系的原点O,磁感应强度为B0,方向垂直于纸面向外.磁场区域Ⅰ右侧有一长方体加速管,加速管底面宽度为2r,轴线与x轴平行且过磁场区域Ⅰ的圆心,左侧的电势比右侧高.在加速管出口下侧距离2r处放置一宽度为2r的荧光屏.加速管右侧存在方向垂直于纸面向外磁感应强度也为B0的匀强磁场区域Ⅱ.在O点处有一个粒子源,能沿纸面向y>0的各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为q且速率相同的粒子,其中沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能沿轴线进入长方形加速管并打在荧光屏的中心位置.(不计粒子重力及其相互作用)
(1)求粒子刚进入加速管时的速度大小v0;
(2)求加速电压U;
(3)若保持加速电压U不变,磁场Ⅱ的磁感应强度B=0.9 B0,求荧光屏上有粒子到达的范围?
(1)求粒子刚进入加速管时的速度大小v0;
(2)求加速电压U;
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