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:527 题号:18086974
如图所示,在平面直角坐标系中,x轴上方区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小x轴下方有半径的圆形匀强磁场区域,磁感应强度大小也为,磁场方向垂直纸面向里。原点O处有一粒子源,可在坐标平面内沿各个方向发射比荷均为的带正电的粒子。一足够长的粒子收集板,底端P位于处,垂直于x轴放置,当粒子运动到收集板时即被吸收,不计粒子间相互作用和重力的影响,粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。(结果可以带根号)
(1)若从粒子源发出的粒子1沿方向进入x轴上方磁场区域后打在P点,求粒子1的速度大小
(2)若从粒子源发出的粒子2沿方向进入x轴下方磁场区域后,第一次到达x轴上的点为P点,求粒子2的运动时间;
(3)撤除圆形磁场区域,粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为的粒子,会有两个不同方向入射的粒子打在上的同一位置被吸收,求上这种位置分布的区域长度。

相似题推荐

解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,正方形区域abcd内(含边界)有垂直纸面向里的匀强磁场,连线与ad边平行,大量带正电的粒子从O点沿与ab边成角方向以不同的初速度v射入磁场,已知带电粒子的质量为m,电荷量为q,磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子重力和粒子间的相互作用。
(1)求恰好从点射出磁场的粒子的速度大小;
(2)要使粒子从ad边离开磁场,求初速度v的取值范围。

2024-03-29更新 | 566次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】“太空粒子探测器”是一种探测宇宙射线的试验设备,其简化原理图如图所示,两个同心扇形圆弧面PQMN之间存在辐射状的加速电场,方向由内弧面指向外弧面,圆心为O,右侧边长为L的正方形边界abcd内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为O点为ad边界的中点,POQOad边界的夹角均为。假设太空中质量为m、电荷量为的带电粒子能均匀地吸附在外弧面PQ的右侧面上,由静止经电场加速后均穿过内弧面从O点进入磁场,从O点垂直于ad边射入磁场的粒子恰能从b点离开,不计粒子重力、粒子间的相互作用力及碰撞。
求:
(1)粒子到达O点时的速率
(2)内外弧面所加电压U
(3)现要求外弧面PQ上所有的粒子全部从ab区域离开磁场,求内外弧面所加电压的取值范围。

   

2023-12-29更新 | 519次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图所示,以长方体abcd-abcd′的ad边中点O为坐标原点、ad方向为x轴正方向、aa方向为y轴正方向、ab方向为z轴正方向建立Oxyz坐标系,已知Oa=ab=aa′=L。长方体中存在沿y轴负方向的匀强磁场,现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,恰好从a点射出磁场。
(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若在长方体中加上沿y轴负方向的匀强电场,让粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射磁场中,为使粒子能从a′点射出磁场,求电场强度E1的大小;
(3)若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿z轴负方向的匀强电场,该粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,求粒子射出磁场时与O点的距离s

2024-04-30更新 | 1053次组卷
共计 平均难度:一般