空间存在平面直角坐标系xOy,在x<0区域内有沿x轴正向的匀强电场,在x>0区域内有垂直平面向外的匀强磁场,在第二象限内有矩形OACD,OA=
h,OD=2h。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从A点沿y轴正方向以某速度射入第二象限,经t0时间后由D点进入磁场,又经一段时间射出磁场后又回到A点,现只改变粒子自A点出射速度大小至v,粒子经过一段时间运动后可经过C点,求:
(1)匀强电场的电场强度大小和粒子的初速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)能使粒子以最短时间从A点运动至C点的初速度。
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(1)匀强电场的电场强度大小和粒子的初速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)能使粒子以最短时间从A点运动至C点的初速度。
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更新时间:2022-08-02 08:31:08
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【知识点】 粒子在电场和磁场中的往复运动
相似题推荐
解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图甲所示为一原子核分离器。粒子发生器中可以发生相应的核反应,并使得反应的产物进入下面的装置中,依次通过加速电场、速度选择器以及偏转磁场。速度选择器中有垂直纸面向外的磁感应强度大小为
的匀强磁场,以及水平方向电场强度为
的匀强电场,偏转磁场为垂直纸面向里,磁感应强度大小为
(未知)的匀强磁场,偏转磁场的上下极板
和
之间的距离为d(未知),忽略粒子之间的相互作用力以及重力。请回答以下问题:
(1)请判断速度选择器中哪一端接电源的正极_______ (“a端”或者“b端”);
(2)若粒子离开粒子发生器时速度可视为零,粒子带电量为q,质量为m,磁感应强度
,加速后的粒子恰好沿直线向下运动(图中虚线),从O点进入偏转磁场,求加速电压
的大小;( )
(3)在题(2)的基础上,求出当粒子恰能被
收集,
和
两极板之间的距离d应当满足的条件;( )
(4)在题(2)(3)的基础上,若偏转磁场中磁感应强度由
到
逐渐增大,可以将其视为间距均为
(
很小),如图乙所示,磁场分界线水平的匀强磁场区域,从上到下磁场依次增强,第一个区域磁感应强度为
,下面各区域磁感应强度依次为
、
……,求出当粒子能被
收集,
和
两极板之间的距离d应当满足的条件。(当
时,取
)( )
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(1)请判断速度选择器中哪一端接电源的正极
(2)若粒子离开粒子发生器时速度可视为零,粒子带电量为q,质量为m,磁感应强度
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(3)在题(2)的基础上,求出当粒子恰能被
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(4)在题(2)(3)的基础上,若偏转磁场中磁感应强度由
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,在xOy坐标系中,有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿y轴正向的匀强电场,匀强磁场的磁感应强度为B,电场和磁场的分界线为MN,MN穿过坐标原点和二、四象限,与y轴的夹角为θ=30°。一个质量为m、带电量为q的带正电粒子,在坐标原点以大小为v0、方向与x轴正向成θ=30°的初速度射入磁场,粒子经磁场偏转进入电场后,恰好能到达x轴。不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子从O点射出后到第三次经过边界MN时,粒子运动的时间。
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子从O点射出后到第三次经过边界MN时,粒子运动的时间。
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,在y轴右侧
到
区域存在两个关于x轴对称且电场强度大小均为E的匀强电场,紧靠电场右方存在着足够宽的匀强磁场①,在y轴左侧存在一半径为d、圆心坐标为
的匀强磁场②,匀强磁场②外侧紧贴一圆心角
的绝缘刚性圆筒,圆筒关于x轴对称放置。一质量为m、电荷量为-q的带电粒子以速度
从(0,0.5d)的A点水平射入匀强电场,粒子经过匀强磁场①区域后恰好从(0,-0.5d)点由另一个匀强电场水平飞出。已知匀强磁场②区域的磁感应强度大小为B0,匀强电场的电场强度大小
,不计粒子重力,粒子在圆筒壁上碰撞反弹时无能量损失。求:
(1)带电粒子在第一象限离开电场的坐标;
(2)匀强磁场①区域中的磁感应强度大小B1;
(3)不计粒子碰撞反弹的时间,粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间。
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(1)带电粒子在第一象限离开电场的坐标;
(2)匀强磁场①区域中的磁感应强度大小B1;
(3)不计粒子碰撞反弹的时间,粒子从A点出发到第一次回到A点的总时间。
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