在科学研究中,可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内,矩形区域(-3d<x<d,
)内无磁场,区域外存在磁感应强度为B,范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子从
点沿y轴正方向射入磁场,从
处进入无磁场区,不计粒子重力。
(1)求粒子射入磁场时的速度
。
(2)求粒子离开P点后经多长时间第一次回到P点。
(3)若仅将入射速度变为
,其它条件不变,求粒子从离开P点到再次到达P点过程中通过的路程。
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(1)求粒子射入磁场时的速度
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(2)求粒子离开P点后经多长时间第一次回到P点。
(3)若仅将入射速度变为
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更新时间:2023-03-07 13:04:28
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示为一简易的速度筛选器,形状为一等腰直角三角形,直角边长为
。在该区域里,有一垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场。一束速度大小不同,质量为m,电荷量为q的带正电粒子从中点O垂直AB射入该磁场区域,在BC边放置一粒子收集器,长度与BC等长,粒子打到收集器上会被收集,从而把这些粒子筛选出来。其中粒子重力不计,也不计粒子间相互作用。
(1)求能被收集粒子的最小速度;
(2)求能被收集粒子的速度范围;
(3)讨论能被收集粒子在磁场中运动的时间与速度的关系;
(4)如果入射点稍向下移,能被收集粒子的速度范围会增大还是减小?(不需要写出推导过程)
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(1)求能被收集粒子的最小速度;
(2)求能被收集粒子的速度范围;
(3)讨论能被收集粒子在磁场中运动的时间与速度的关系;
(4)如果入射点稍向下移,能被收集粒子的速度范围会增大还是减小?(不需要写出推导过程)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,在光滑绝缘的水平桌面(足够大)内建立xOy坐标系,在第Ⅰ、Ⅳ象限中存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为质点)从坐标原点O沿与+x方向成45°以某一速度射入第Ⅳ象限,与静止在P点的带电尘埃(质量远小于小球质量)相碰并粘在一起,此后恰好未穿出磁场。P点坐标为(L,L),不计电荷间的相互作用。求:
(1)小球射入磁场的速度;
(2)尘埃的电荷量可能值;
(3)从碰后开始计时,小球经过x轴的时刻。
(1)小球射入磁场的速度;
(2)尘埃的电荷量可能值;
(3)从碰后开始计时,小球经过x轴的时刻。
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较难
(0.4)
【推荐3】如图,第一象限虚线OL与x轴的夹角
,在此角范围内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在第四象限存在沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。位于P点的一静止中性粒子分裂成两个质量分别为m和
的粒子a和b。a粒子的电荷量为
,沿y轴负方向射出,正好经过y轴上Q点。b粒子离开磁场后的运动轨迹与y轴交于M点(图中未画出),且OM的长度与其在磁场中运动的轨迹半径相等。不计a、b粒子重力和粒子间相互作用力。已知P点坐标
,Q点坐标
,求:
(1)a粒子从P到Q所用的时间;
(2)刚分裂时粒子b的速度大小;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小。
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(1)a粒子从P到Q所用的时间;
(2)刚分裂时粒子b的速度大小;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小。
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