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:0.4 引用次数:15660 题号:15997652
中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破,该装置中用电磁场约束和加速高能离子,其部分电磁场简化模型如图所示,在三维坐标系中,空间内充满匀强磁场I,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;的空间内充满匀强磁场II,磁感应强度大小为,方向平行于平面,与x轴正方向夹角为的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场。质量为m、带电量为的离子甲,从平面第三象限内距轴为的点以一定速度出射,速度方向与轴正方向夹角为,在平面内运动一段时间后,经坐标原点沿轴正方向进入磁场I。不计离子重力。
(1)当离子甲从点出射速度为时,求电场强度的大小
(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动,求进入磁场时的最大速度
(3)离子甲以的速度从点沿轴正方向第一次穿过面进入磁场I,求第四次穿过平面的位置坐标(用d表示);
(4)当离子甲以的速度从点进入磁场I时,质量为、带电量为的离子乙,也从点沿轴正方向以相同的动能同时进入磁场I,求两离子进入磁场后,到达它们运动轨迹第一个交点的时间差(忽略离子间相互作用)。
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【推荐1】如图所示,在区域内存在沿y轴负向的匀强电场,在区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的右边界为MN延长线,ON为位于x轴上的水平绝缘薄板。一质量为m、电荷量为+q的粒子在x轴负半轴的A点以初速度(方向与x轴正向夹角)射入电场,随后从y轴上的点垂直y轴进入磁场。粒子打到绝缘板上(碰撞时间极短)反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。若粒子电量保持不变且不计其重力,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)若粒子刚好不从磁场左边界射出,磁感应强度B的大小;
(3)当时,粒子从P点进入磁场后,与绝缘板碰撞两次从右边界的Q点(图中未标)离开,且。粒子从P点运动到Q点的时间。
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(1)若从A点射出的粒子恰好从距离L12dB点进入磁场,求该粒子进入磁场时的速度大小和方向;
(2)在磁场区域放置绝缘挡板BD,挡板与L1交于C点,已知OC=OBBC=2CD。粒子与挡板BD碰撞前后粒子平行于挡板的分速度不变,垂直于挡板的分速度大小不变,方向反向。当磁感应强度在B1BB2取值时,恰好所有取值都能使由B点进入磁场的粒子不与挡板的CD段碰撞,并能从L2上的OB段射出磁场,求B1B2的值,并求出粒子离开磁场的位置到O点的最远距离。(不考虑粒子再次进入磁场的情况,也不考虑B1BB2以外的取值)
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(1)粒子在Q点的速度;
(2)区域内磁场的磁感应强度大小和圆形区域内磁场的磁感应强度大小
(3)粒子从P点到M点所用时间。
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共计 平均难度:一般