如图所示,磁场只存在x轴上方区域,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。x轴下方有两块足够长的平行金属薄板,两板间距为d,上板与x轴重合,上板中心有一小孔C,C到坐标原点的距离为2R。位于坐标原点的粒子源能发射质量为m,电荷量为q的负离子,其速度方向与y轴夹角最大值为60°,且各个方向均有速度大小在
和
之间的离子射出。未能射入C孔的离子被接地外罩屏蔽(图中没有画出)。不计离子的重力及相互作用,不考虑离子间的碰撞。求:
(1)垂直射入小孔C的离子速度的大小;
(2)若在两金属板间加载电压,使电流表示数为0,求所加电压的大小;
(3)若在两金属板间不加载电压,求离子打在下面金属板上区域的长度L。
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(1)垂直射入小孔C的离子速度的大小;
(2)若在两金属板间加载电压,使电流表示数为0,求所加电压的大小;
(3)若在两金属板间不加载电压,求离子打在下面金属板上区域的长度L。
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更新时间:2023-07-03 23:05:04
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(0.4)
【推荐1】如图所示,在x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v、质量为m、带电量为+q的同种带电粒子.在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为零).现在观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行.不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/23/89915a56-efb5-4422-ba81-452b5c4d093d.png?resizew=176)
(1)磁感应强度B的大小;
(2)被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)若在y轴上另放置一个能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,求挡板的最小长度.
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(1)磁感应强度B的大小;
(2)被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)若在y轴上另放置一个能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,求挡板的最小长度.
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(0.4)
【推荐2】利用电磁场偏转离子是在科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在
平面的第一象限内,存在着垂直纸面向外、磁感应强度大小分别为
、
匀强磁场,其
,两个磁场界面坐标为
。速度大小不同的正离子与x轴正方向成
从坐标原点O处进入磁感应强度为
的磁场。已知离子质量为m、电荷量为
,不计离子重力,忽略磁场的边界效应。
(1)求不越过界面的离子的最大入射速度;
(2)求离子在磁感应强度为
的磁场中运动的最长时间;
(3)现在第一象限中平行于x轴放置一个足够大的接收板(如图所示),若离子速度以定值
射入,要使离子能打到接收板,求接收板放置的y轴坐标值范围。
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(1)求不越过界面的离子的最大入射速度;
(2)求离子在磁感应强度为
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(3)现在第一象限中平行于x轴放置一个足够大的接收板(如图所示),若离子速度以定值
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(0.4)
名校
【推荐3】某粒子控制装置中,同时利用电场和磁场来控制粒子的运动,其简化示意图如图甲所示。粒子由静止开始先经加速电场加速,然后沿平行于板面的方向从两板左侧中间位置射入偏转电场,离开偏转电场后进入偏转磁场,最后打在屏上。已知粒子的电荷量为q,质量为m,加速电压为
,偏转电场两板间距离为d,两板间的电压U随时间t变化的图像如图乙所示,由于粒子在偏转电场区域运动时间极短,粒子通过此区域时,可认为电场是不变的匀强电场;偏转磁场区域是宽度也为d的条形匀强磁场,磁场两边界与屏平行,不计粒子重力和空气阻力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度
;
(2)要使所有粒子均能从偏转电场飞出,极板长度最长为多少;
(3)若偏转电场的极板长度为d,且以最大速度飞入偏转磁场的粒子从磁场飞出后,恰好垂直在屏上,则偏转磁场区域的磁感应强度为多大。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fd5f9ecb870fedb5b9a608d9ca2f911.png)
(1)粒子进入偏转电场时的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(2)要使所有粒子均能从偏转电场飞出,极板长度最长为多少;
(3)若偏转电场的极板长度为d,且以最大速度飞入偏转磁场的粒子从磁场飞出后,恰好垂直在屏上,则偏转磁场区域的磁感应强度为多大。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/9/2932555213299712/2933170886926336/STEM/34fd3ea5-57eb-487b-bdbb-be790757d235.png?resizew=604)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限内有一个半径为a的圆形匀强磁场区域,圆心坐标为(a,a),磁场方向垂直直面向内,在第二象限和第四象限有大小相等、方向相反的匀强电场,第二象限电场沿x轴负向。一个长度为2a的粒子发射装置紧靠x轴且垂直x轴放置在第二象限,其到y轴的距离为2a,粒子发射装置能发射初速度不计的电子。电子以速率v0进入磁场,通过磁场后,所有电子均从磁场边界的同一位置射出。已知电子电量为e,质量为m,不考虑电子之间的相互作用力,求:
(1)匀强电场的大小E;
(2)匀强磁场的大小B以及电子第二次通过y轴时速度的大小v;
(3)从(-2a,
)处发射出来的电子经过多长时间第二次通过y轴?
(1)匀强电场的大小E;
(2)匀强磁场的大小B以及电子第二次通过y轴时速度的大小v;
(3)从(-2a,
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/15/2377648600408064/2378249223258112/STEM/2048735a-f6f4-4794-9385-c8cacda04654.png?resizew=256)
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,在xoy坐标系内存在一个以(a,0)为圆心、半径为a的圆形磁场区域,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B;另在y轴右侧有一方向向左的匀强电场,电场强度大小为E,分布于y≥a的范围内.O点为质子源,其出射质子的速度大小相等、方向各异,但质子的运动轨迹均在纸面内。已知质子在磁场中的偏转半径也为a,设质子的质量为m、电量为e,重力及阻力忽略不计。求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/21/1630044043689984/1630044044091392/STEM/b881ba3b-4c28-4fbe-9137-0d332fda0336.png?resizew=139)
(1)出射速度沿x轴正方向的质子,到达y轴所用的时间;
(2)出射速度与x轴正方向成30°角(如图中所示)的质子,到达y轴时的位置;
(3)质子到达y轴的位置坐标的范围。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/21/1630044043689984/1630044044091392/STEM/b881ba3b-4c28-4fbe-9137-0d332fda0336.png?resizew=139)
(1)出射速度沿x轴正方向的质子,到达y轴所用的时间;
(2)出射速度与x轴正方向成30°角(如图中所示)的质子,到达y轴时的位置;
(3)质子到达y轴的位置坐标的范围。
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(0.4)
【推荐3】如图所示,直线
通过
点,且与正方向夹角为45°。直线
上方有平行于纸面且沿
轴负方向的匀强电场,电场强度大小未知,
下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
。今有一个带正电的粒子从坐标原点
处沿
轴正方向以速度
射入磁场,该粒子在磁场中运动时的轨迹半径为
。若该粒子从
点出发时记为第1次经过直线
,而第5次经过直线
时恰好又通过
点。不计粒子的重力。求:
(1)电场强度
的大小;
(2)该粒子第5次经过直线
从
点进入磁场后,运动轨迹的半径;
(3)该粒子从
点出发到第5次经过直线
回到
点所需的时间。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
(1)电场强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a30f3a8b673cc28bd90c50cf1a35281.png)
(2)该粒子第5次经过直线
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
(3)该粒子从
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
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