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:454 题号:18059914
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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【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)。
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(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。

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【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ay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ab两小球的质量相等且均可视为质点,ab碰撞过程中无电荷量损失。求:
(1)ab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EBl表示)。

2017-05-29更新 | 826次组卷
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