如图所示,平面直角坐标系xOy中,在第Ⅰ象限内有垂直xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;在第Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向。在x轴上的P点有一粒子源,能发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与x轴正方向的夹角分布在0~180°范围内。已知的粒子经过y轴上的点(图中未画出)且垂直于y轴进入匀强电场中,并最终从点(图中未画出)飞出电场。不计粒子所受的重力以及粒子间的相互作用。求:
(1)刚从粒子源发射出来的粒子速度大小v;
(2)的粒子从P点运动到M点所用的时间t;
(3)的粒子刚飞出电场时的动能。
(1)刚从粒子源发射出来的粒子速度大小v;
(2)的粒子从P点运动到M点所用的时间t;
(3)的粒子刚飞出电场时的动能。
更新时间:2023-02-03 16:20:35
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【推荐1】如图所示,直角坐标系xoy在竖直平面内,x轴沿水平方向,在第一、四象限区域内存在有匀强电场和匀强磁场,电场强度E=4.0×105N/C,方向沿y轴正方向,磁感应强度B=0.2T,方向与xoy平面垂直向外.在x轴上的A点处有一足够长、与x轴垂直的荧光屏,交点A与坐标原点O的距离为40.0cm,在OA中点P处有一粒子发射枪(可看作质点),能连续不断的发射速度相同的带正电粒子,粒子质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19C.粒子发射枪向x轴方向发射的粒子恰能打到荧光屏的A点处.若撤去电场,并使粒子发射枪在xoy平面内以角速度ω=2π rad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求:
(1)带电粒子的速度及在磁场中运动的轨迹半径;
(2)荧光屏上闪光点范围的长度(结果保留两位有效数字);
(3)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间(结果保留两位有效数字).
(1)带电粒子的速度及在磁场中运动的轨迹半径;
(2)荧光屏上闪光点范围的长度(结果保留两位有效数字);
(3)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间(结果保留两位有效数字).
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【推荐2】如图所示,相邻的匀强电场和匀强磁场区域宽度均为d,电场在纸面内,且方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里。有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子(不计重力),经粒子枪中电场由静止加速(加速电压为U)后,从O点垂直进入电场,在电场力的作用下发生偏转,然后从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点(A、C两点图中未标出)穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,求:
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值;
(3)带电粒子在相邻的匀强电场和匀强磁场区域运动的总时间。
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值;
(3)带电粒子在相邻的匀强电场和匀强磁场区域运动的总时间。
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【推荐3】如图所示。平行金属板A、B水平放置,CD是两极板的中线,两板间距为d,板长为,两板之间加入匀强电场,场强方向由B指向A。荷质比为的氢原子核()从B点沿着B板射入电场,初速度为v0,刚好从D点射出电场。电场右侧有垂直于纸面向外、宽度为d、长度无限长的磁场,射出磁场时速度的方向刚好与右边界GH垂直。求:
(1)①A、B之间所加的电压U;
②射出磁场的位置到E点的距离;
(2)原子核()以相同的动能从相同的位置沿相同的方向射入,该粒子射出磁场的位置与E点的距离(结果可用根式表示);
(3)取、、d=0.2m、两板之间的偏转电压,粒子在电场区运动时电压恒定,磁感应强度的大小。则粒子在磁场区域中运动取最短时间时,对应的圆心角(可用三角函数表示)和偏转电压。
(1)①A、B之间所加的电压U;
②射出磁场的位置到E点的距离;
(2)原子核()以相同的动能从相同的位置沿相同的方向射入,该粒子射出磁场的位置与E点的距离(结果可用根式表示);
(3)取、、d=0.2m、两板之间的偏转电压,粒子在电场区运动时电压恒定,磁感应强度的大小。则粒子在磁场区域中运动取最短时间时,对应的圆心角(可用三角函数表示)和偏转电压。
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【推荐1】如图所示,在坐标系的第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,第二象限内存在沿y轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成角的方向垂直磁场射入,并恰好垂直于y轴射出磁场,从x轴上的Q点(图中未画出)射出电场,Q点的坐标为.已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,。不计粒子受到的重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹方程;
(2)带电粒子在磁场中运动的速度大小和匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)带电粒子在磁场和电场中运动的总时间t.
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹方程;
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【推荐2】“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机,其原理如下:系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后,从下方以恒定速率向上射入有磁感应强度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域I内。当栅极间形成稳定的电场后,自动关闭区域I系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场)。区域Ⅱ内有磁感应强度大小为、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)。放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核,氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行粒子束,经过栅极之间的电场加速后从喷出,在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力,不计粒子之间相互作用及相对论效应)。已知极板长,栅极和间距为,氩原子核的比荷,求:
(1)氙原子核在A处的速度大小;
(2)氙原子核从喷出时的速度大小;
(3)因区域Ⅱ内磁场发生器发生故障,导致区域Ⅱ中磁感应强度减半,并且分布在整个区域Ⅱ中,求能进入区域I的氩原子核占A处发射粒子总数的百分比。
(1)氙原子核在A处的速度大小;
(2)氙原子核从喷出时的速度大小;
(3)因区域Ⅱ内磁场发生器发生故障,导致区域Ⅱ中磁感应强度减半,并且分布在整个区域Ⅱ中,求能进入区域I的氩原子核占A处发射粒子总数的百分比。
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