组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:477 题号:18623701
如图所示,第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场,第二象限内存在水平向右的匀强电场E1(大小未知),第三、四象限内存在与y轴正方向平行向上、场强大小为E2=2×103V/m的匀强电场。现有一个比荷的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=1×104m/s垂直x轴射入电场E1,经y轴上的N点进入第一象限,已知A点横坐标为-1.0m,N点纵坐标为2.0m,不计粒子重力,求:
(1)第二象限内匀强电场的场强E1的大小;
(2)粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间(结果可用π表示);
(3)粒子从A点出发后第二次经过x轴时,距坐标原点的距离。
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【知识点】 粒子由电场进入磁场

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图装置是波荡器的简化模型,S是离子源,可水平向右发射初速度为的电子,且离子源S可沿竖直分界线M上下自由移动,MN之间宽为L,此区间内可加一竖直向上的匀强电场,电场强度可调;N分界线的右侧有n个互不重叠的圆形磁场区域,沿水平直线等间距分布,AF为其中心线,圆形磁场半径均为R,磁感应强度大小可调且所有圆形磁场内的磁感应强度始终保持相等,相邻磁场方向相反且均垂直纸面。若离子源S正对波荡器的中心线,MN间电场强度调为零,则电子从A点沿中心线向右射入波荡器,调节磁感应强度大小为(未知),电子恰好能从点正上方离开第一个磁场,电子的质量为m,电荷量为e,忽略相对论效应及磁场边界效应,不计电子的重力。
(1)求磁感应强度大小;
(2)若离子源S沿分界线M向上移动到某位置,MN间加上电场后,则电子以A点射入波荡器,离子源S需沿M边界上移多高;已知的距离,调节磁场区域的圆心间距D和磁感应强度B的大小,可使电子每次穿过中心线时速度方向与中心线的夹角均为30°,电子做扭摆运动,最终通过中心线上的F点,求D的大小和磁感应强度B的大小;
(3)在(2)问的情况下,求电子从A点开始做扭摆运动的周期。
2024-03-14更新 | 592次组卷
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【推荐2】现有一可以测定有机化合物分子结构的质谱仪,其结构示意图如图所示。样品室内的有机物气体分子先通过离子化室,离子化成初速度可以忽略不计的正离子,再经过电压为U的高压电源区加速后,穿过磁感应强度大小为B、界面半径为R的圆形匀强磁场区。从高压电源区离开的离子,其初速度指向磁场区的圆心O且水平,最终打在总长度为、水平放置的平板记录仪上,通过测量可得出离子比荷,从而推测有机物的分子结构。已知记录仪的中点点正好位于O点正下方,记录仪两端为磁场区半径延长线上的点,长度为。不计离子重力和离子间的相互作用。
(1)求高压电源区两极板中接电源正极的极板和圆形磁场区内匀强磁场的方向;
(2)求打在记录仪上点的离子的比荷;
(3)求记录仪上能收集到的离子的比荷范围。
2023-05-16更新 | 204次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图甲所示,一半径为d的圆形磁场,其圆心位于xOy平面的坐标原点,磁场左侧水平放置两块长度均为2d的平行金属板P、Q,两板间距为dx轴过平行金属板的中心轴线. 平行金属板间加上如图乙所示周期性变化的电压,在紧靠P板左侧有一粒子源S,从t=0时刻开始连续射出初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻射出的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期,粒子质量为m,电荷量为+q,磁感应强度,若进入磁场的粒子均能从y轴上的M点离开磁场,粒子打到金属板上会被吸收,不计粒子重力及相互间的作用力,求:
(1)t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间;
(2)粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围;
(3)达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比。
   
2023-06-22更新 | 665次组卷
共计 平均难度:一般