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:0.65 引用次数:298 题号:19846086
“太空粒子探测器”是安装在国际空间站上的一种粒子物理实验设备,可用于探测宇宙中的奇异物质。在研究太空粒子探测器的过程中,某科研小组设计了一款探测器,其结构原理如图所示,竖直平面内有一半径为R的圆形匀强磁场区域,区域内的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,在圆形磁场区域的右侧有一宽度L=R的足够长的匀强磁场,磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,该磁场的右边界放有一足够长的荧光屏PQ,左边界MN板与圆形磁场相切处留有小孔S。现假设太空中有一群分布均匀的正离子以速度v 竖直射入圆形磁场区域,并从S点进入右侧磁场区域,已知单位时间内有N个正离子射入圆形磁场,正离子的质量为m,电荷量为q,不计粒子间的相互作用对粒子引力的影响。
(1)求正离子在圆形磁场中的轨道半径大小;
(2)各个从S点进入右侧磁场的粒子中能到达荧光屏PQ的最短时间;
(3)单位时间内有多少个离子击中荧光屏PQ

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图所示,矩形abcd区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.两个质量为m,电荷量为q的负粒子以相同的速度从不同位置(图中未画出)垂直于cd边射入磁场,两粒子均从bc边上的P点同时离开磁场区域,已知cp间距离为L,两粒子在磁场中运动的时间之比为3:1,不计重力和粒子间的相互作用力,求

(1)两粒子进入磁场的时间之差;
(2)粒子进入磁场时的速度大小.
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【推荐2】如图,宽度为d的竖直狭长区域内,存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一电子(电荷量为e,质量为m)以某一速度由A点水平向右射入磁场,从右边界的C点射出时速度方向与入射方向的夹角为30°,不计电子的重力,求:
(1)电子进入磁场时的速度大小;
(2)电子穿过磁场所用的时间。
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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图所示,第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上的M点以速度v0垂直于x轴射入磁场,从y轴上的N点射出时速度方向与y轴正方向的夹角α=60°,M点和原点O间的距离为d,不计粒子所受的重力。
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小;
(2)若仅在第一象限内一矩形(MN为矩形的一条边)区域内存在磁场,求矩形磁场的最小面积S0
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