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:424 题号:16115813
如图所示,在竖直空间中有一直角坐标系,其中在第一象限的范围内存在一沿y轴负方向的有界匀强电场,其场强大小E=400V/m,电场的上边界满足圆周方程,在第三、四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B大小可调。现在电场的上边界各处依次静止释放比荷的带正电粒子,不计重力,也不考虑带电粒子间的相互作用。
(1)当时,求处释放的粒子最后射出磁场的位置坐标;
(2)如果这些带电粒子离开磁场时的位置均在x轴负半轴(含x=0),求B的大小范围;
(3)若B取问(2)中所求得范围的最大值,试求所有带电粒子经过y轴的坐标范围。
【知识点】 粒子由电场进入磁场

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【推荐1】如图所示,在xOy坐标系中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场:第二象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出),一粒子源固定在x轴上ML,0)点,沿y轴正方向释放出速度大小均为v0的电子,电子经电场后恰好从y轴上的N点进入第二象限,进入第二象限后,电子经磁场偏转后恰好垂直通过x轴时,已知电子的质量为m、电荷量为e,电场强度,不考虑电子的重力和电子间的相互作用,求:
(1)N点到坐标原点的距离;
(2)电子通过N点的速度;
(3)匀强磁场B的大小。
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【推荐2】如图,平面直角坐标系xOy的第II象限内存在沿x轴负方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力),从x轴上的(,0)点,以大小为v0的速度沿y轴正方向射入电场,通过电场后从y轴上的C(0,2L)点进入第I象限。
(1)求电场强度大小E
(2)若第I象限内存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场,则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上的D,0)点进入第IV象限。求该磁场的磁感应强度大小B
(3)若第I象限仅在某区域内存在大小仍为B,方向垂直于坐标平面向外的矩形匀强磁场,则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上D点垂直进入第IV象限,求该矩形磁场区域的最小面积。
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【推荐3】如图所示,极板A、B间有的加速电场,加速电场的右侧有电压可调的偏转电场U1,且上极板C带正电,S2O为偏转电场的中线。偏转电场的极板长为,间距为。最右侧紧靠偏转电场的是宽度为的匀强磁场区域,磁感应强度为(边界上也有磁场)、该磁场上下足够长。现有比荷为的质子(重力不计),从小孔S1飘入加速电场,被加速后经S2沿偏转电场中线飞入偏转电场。已知:。试回答下列问题:
(1)质子飞入偏转电场的初速度v0
(2)若偏转电压,求质子离开磁场时的位置与O点间的距离;
(3)为使质子能进入磁场(即能离开偏转电场),所加偏转电压U1的最大值;
(4)若保证质子能进入磁场,且从磁场的左边界离开磁场区域,求质子在磁场中运动的最长时间(计算结果保留2位有效数字)。
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