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:1136 题号:16311179
如图所示,在无限长的竖直边界间,上、下部分分别充满方向垂直于平面向外的匀强磁场,上部分区域的磁感应强度大小为为上、下磁场的水平分界线。质量为、带电荷量为的粒子甲从AC边界上的点垂直于边界射入上方区域,两点相距为,当其第一次运动到分界线上时与原来静止在点的粒子乙发生弹性正碰,粒子乙的质量为、电荷量也为,两者碰撞前后质量和电荷量均不改变,两点的距离为。不考虑粒子重力和粒子间的相互作用力,不考虑两粒子在之后的运动中再次发生碰撞的可能,求:
(1)粒子甲射入磁场时的速度大小;
(2)碰撞后若粒子甲能在磁场中再次回到上,则从碰撞后至第一次回到上的时间是多少?
(3)当下方区域的磁感应强度,证明粒子乙不会从边界射出,并计算若粒子乙最终垂直边界飞出,边界间距离的可能值。
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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】在第Ⅱ象限内紧贴两坐标轴的一边长为L的正方形区域内存在匀强磁场,磁感应强度为B,在第Ⅰ、Ⅳ象限xL区域内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E;在xL区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度为B′的矩形匀强磁场,矩形的其中一条边在直线xL上.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计粒子重力)从第Ⅱ象限的正方形匀强磁场区域的上边界和左边界的交点处以沿y轴负方向的某一速度进入磁场区域,从坐标原点O沿x轴正方向射入匀强电场区域.
(1)求带电粒子射入第Ⅱ象限的匀强磁场时的速度大小;
(2)求带电粒子从匀强电场区域射出时的坐标;
(3)若带电粒子进入xL区域的匀强磁场时速度方向与x轴正方向成45°角,要使带电粒子能够回到xL区域,则xL区域中匀强磁场的最小面积为多少?
2018-06-23更新 | 489次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图所示,真空中某固定装置内,发射装置(竖直、足够长)可持续向右侧各个方向发射质量为、电荷量为、速率为的带电小微粒。紧邻右侧至竖直板间有一水平向左的匀强电场,板与间的电势差大小为。与板右侧相距处有一竖直屏,距屏右侧处的为厚度不计的弹性固定挡板,其夹角竖直,板和屏均足够长,电场范围足够大,小孔等高且共线。某时刻,一微粒D恰好通过点时,屏右侧整个空间出现一垂直纸面向里的匀强磁场,微粒D与弹性挡板碰撞的时间不计,碰撞前、后瞬时,垂直挡板方向的速度大小不变、方向反向,平行挡板方向的速度不变。不考虑微粒和弹性挡板端点之间的碰撞、微粒之间的碰撞以及微粒间相互作用力,微粒重力不计。求:
(1)微粒通过孔的速率
(2)微粒落在屏上左侧最上端位置和最下端位置之间的距离
(3)若微粒D恰好与弹性挡板碰撞两次后第一次通过点,求该匀强磁场的磁感应强度大小,以及对应的微粒D从点第一次运动到点所经过的时间。
2024-04-02更新 | 336次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,在平面直角坐标系xoy中, x轴下方第三、四象限内有垂直平面向里的匀强磁场,x轴上方有一圆形边界匀强磁场(图中未画出),圆形有界磁场的磁感应强度是x轴下方磁场磁感应强度的4倍,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上距离坐标原点L处的A点以速度v射入匀强磁场,速度方向与x轴夹角为θ=300,经磁场偏转后从x轴上距离坐标原点L处的B点射出匀强磁场,然后射入圆形磁场,恰好又能回到A点,以后周期性运动,不计重力,求:
(1)x轴下方磁场的磁感应强度大小;
(2)圆形有界磁场的最小半径;
(3)粒子运动周期T
2019-12-08更新 | 419次组卷
共计 平均难度:一般