如图所示,xOy平面内存在以直线
为边界的匀强磁场,磁场沿y方向分布足够广,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,边界外无磁场.
、N点坐标分别为(-2a,0)和(2a,0),已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子间相互作用。
(1)从M点沿x轴正方向发射电子,要使电子进入磁场后能穿过磁场,求电子速度v满足的条件;
(2)从
点以一定速度向第二象限内发射一电子,初速度方向与x轴正向夹角
,电子穿过磁场后恰好能经过N点,求该电子从M点运动到N点的时间t;
(3)从
点向第二象限与x轴正向夹角分别为
、
、
、
的四个方向均发射速率分别为
、
、
的三个电子,通过计算分析判断哪些电子能回到
点。
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(1)从M点沿x轴正方向发射电子,要使电子进入磁场后能穿过磁场,求电子速度v满足的条件;
(2)从
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(3)从
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22-23高二上·江苏苏州·期末 查看更多[2]
更新时间:2023-02-10 12:57:34
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】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,其部分磁场简化模型如图所示,在三维坐标系Oxyz中,3d<z<5d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;0<z<3d的空间内充满匀强磁场II,磁感应强度大小为0.5B,方向平行于xOy平面,与x轴正方向夹角为60°(如图所示);质量为m,带电量为+q的离子甲从A点(0,0,3d)以一定速度沿z轴正方向进入磁场I。不计离子重力。
(1)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vm;
(2)离子甲以
的速度第一次经过z=3d平面从A点沿z轴正方向进入磁场I,求第四次穿过z=3d平面的位置坐标(用d表示);
(3)当离子甲以
的速度从A点进入磁场I时,质量为4m、带电量为+q的离子乙也从A点沿z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)。
(1)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vm;
(2)离子甲以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/442b8879795a43ad4526c3bf9107e2d6.png)
(3)当离子甲以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/442b8879795a43ad4526c3bf9107e2d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54ec106b92bc77e6716692a61a15a0d4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/f0948953-83bd-4bc0-8f6e-09459fb1c87e.png?resizew=171)
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐2】真空中有如图所示的周期性交变磁场,设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向,B0=1T,t0=π×10-5s,k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源,在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷,比荷
=1×106C/kg,不计粒子重力。
(1)若k=1,求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次(从O点出发记为第1次)经过y轴时的时刻;
(2)若k=2,求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值;
(3)若t0=
10-5s,则k取何值时,粒子可做周期性循环运动回到出发点?并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/5/2434871267213312/2435092667678720/STEM/c67e983a-c016-4a36-afb0-6f022577193c.png?resizew=394)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9da659de03afffb155aaa89e6d1f7e70.png)
(1)若k=1,求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次(从O点出发记为第1次)经过y轴时的时刻;
(2)若k=2,求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值;
(3)若t0=
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/5/2434871267213312/2435092667678720/STEM/c67e983a-c016-4a36-afb0-6f022577193c.png?resizew=394)
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系,虚线MN是∠xOy的角平分线。在MN的左侧区域,存在着沿x轴负方向、场强为E的匀强电场;在MN的右侧区域,存在着方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场。现有一带负电的小球a从y轴上的P(0,l)点,在电场力作用下由静止开始运动,a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞,碰后两小球粘合在一起进入磁场,它们穿出磁场的位置恰好在O点。若a、b两小球的质量相等且均可视为质点,a、b碰撞过程中无电荷量损失。求:
(1)a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小;
(2)a球的比荷k(即电荷量与质量之比);
(3)过O点后,粘在一起的两个小球再次到达虚线MN上的位置坐标(结果用E、B、l表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/5/26/1695339621924864/1697394080022528/STEM/b0736048-4e9a-42ac-8cba-d23d5a88cb93.png?resizew=301)
(1)a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小;
(2)a球的比荷k(即电荷量与质量之比);
(3)过O点后,粘在一起的两个小球再次到达虚线MN上的位置坐标(结果用E、B、l表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/5/26/1695339621924864/1697394080022528/STEM/b0736048-4e9a-42ac-8cba-d23d5a88cb93.png?resizew=301)
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