在平面直角坐标
中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度
垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成
角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,且
的距离为L,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)该离子离开电场时的速度v。
(2)匀强磁场的磁感应强度B。
(3)粒子从M点运动到P点的时间t。
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(1)该离子离开电场时的速度v。
(2)匀强磁场的磁感应强度B。
(3)粒子从M点运动到P点的时间t。
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更新时间:2023-03-31 11:20:44
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【知识点】 粒子由电场进入磁场
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图甲所示,长方形MNPQ区域(MN=PQ=3d),MQ与NP边足够长)存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为5d、厚度不计的荧光屏ab,其上下两表面均涂有荧光粉,ab与NP边平行,相距为d,且左端a与MN相距也为d。电子枪一个一个连续地发射出电子(已知电子质量为m、电荷量为e、初速度可视为零),经电场加速后,沿MN边进入磁场区域,电子打到荧光屏就会发光(忽略电子间的相互作用)。
(1)若加速电压为U,求:电子进入磁场时的速度;
(2)改变加速电压,使电子不断打到荧光屏上,求:荧光屏能发光区域的总长度;
(3)若加速电压按如图乙所示的图像变化,求:从t=0开始一个周期内,打在荧光屏上的电子数相对总电子数的比例。(电子经加速电场的时间远小于周期T)
(1)若加速电压为U,求:电子进入磁场时的速度;
(2)改变加速电压,使电子不断打到荧光屏上,求:荧光屏能发光区域的总长度;
(3)若加速电压按如图乙所示的图像变化,求:从t=0开始一个周期内,打在荧光屏上的电子数相对总电子数的比例。(电子经加速电场的时间远小于周期T)
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】某空间科研人员设计了一个“太空粒子探测器”,装置如图所示,有径向电场、偏转磁场、金属板三部分组成.径向电场两电极AB间的电势差为U,大小可调,电场强度方向均指向
点,电极A上可以收集到来自宇宙空间的带电粒子
和
.离子从静止状态经径向电场加速后均从
点飞入磁场.磁场边界为半圆形,圆心为O,半径为R,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,
;半圆形金属板CD与磁场上边界重合,CD连线与磁场下边界重合,和电阻R串联后接地,离子到达金属板后电荷会经过导线流入大地.已知电子的电荷量为e,不考虑粒子间相互作用和离子得重力.
(1)当
时,P点收集到的粒子
可以打到金属板的D点,求粒子
的比荷
;
(2)当
时,P点收集到的粒子
在磁场中偏转后可以打到金属板的Q点,若Q点到圆心O的连线QO与半径OD成60°角,求k的值;
(3)现将径向电场沿水平方向向右移动,使得
与磁场圆心O重合,现电极A上均匀地收集到粒子
和
,单位时间内分别有N个
和
粒子从O点进入磁场,当两极间电势差
时,求通过电阻R的电流I.
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(1)当
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(2)当
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(3)现将径向电场沿水平方向向右移动,使得
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适中
(0.65)
【推荐3】如图所示,M、N为水平固定的带电平行金属板,板间有垂直纸面向外的匀强磁场I,右侧置一绝缘圆形容器,圆心为O,半径为r,容器内存在垂直纸面向外的匀强磁场II。一电荷量为+q、质量为m的带电粒子以速度
水平射入金属板,沿中轴线运动一段时间后经小孔G水平进入容器,与器壁碰撞1次后从容器上的Q点射入匀强电场III,偏转后从与Q点等高的P点水平离开电场。图中匀强电场III宽为L、方向与水平面成β角,GO位于中轴线上,α=120°,β=30°。假设带电粒子与器壁碰撞后电量无损失、速度等大反向,粒子重力不计。
(1)判断M极板的电性并求圆形容器内磁感应强度B1的大小;
(2)求匀强电场III的电场强度大小E及Q与P两点间的电势差UQP;
(3)若容器只有一个小孔G,欲使从小孔G进入容器的粒子沿器壁多次碰撞一圈后仍能从小孔射出,试写出磁感应强度Bk的大小与粒子碰撞次数k的关系。
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(1)判断M极板的电性并求圆形容器内磁感应强度B1的大小;
(2)求匀强电场III的电场强度大小E及Q与P两点间的电势差UQP;
(3)若容器只有一个小孔G,欲使从小孔G进入容器的粒子沿器壁多次碰撞一圈后仍能从小孔射出,试写出磁感应强度Bk的大小与粒子碰撞次数k的关系。
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