某实验小组分别用匀强电场和匀强磁场设计电子偏转装置。一带正电的粒子,重力不计,电量与质量之比为k,以平行于Ox轴的速度v0从y轴上的A点水平射入第一象限区域,并从x轴的B点射出,如图(甲)和(乙)所示。已知OA=s,∠ABO=α,,
(1)若第一象限只存在平行于Oy的电场,如图(甲),求该电场强度大小;
(2)若第一象限只存在垂直xOy平面的匀强磁场,如图(乙),求该磁感应强度的大小。
(3)在第(1)问中,带电粒子到达B点后撤销电场,同时在整个空间中施加垂直xOy平面的匀强磁场,要求粒子能回到A点,求所施加磁场的磁感应强度B。(忽略磁场变化过程带来的电磁扰动)
(1)若第一象限只存在平行于Oy的电场,如图(甲),求该电场强度大小;
(2)若第一象限只存在垂直xOy平面的匀强磁场,如图(乙),求该磁感应强度的大小。
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更新时间:2024-01-07 11:51:52
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【推荐1】如图1所示,水平放置的平行金属板A、B间距为,板长,A、B右端竖直放置一足够大的荧光屏P。大量质量,电荷量的带电粒子从A、B板左侧由静止经电压为的电场加速后,持续水平射入金属板A、B间。在A、B板间有如图2所示的周期电压,已知,不计粒子重力和粒子之间的相互作用,求:
(1)粒子离开加速电场时的速度大小和打在屏P上的粒子在A、B板间的运动时间;
(2)沿A、B板中间虚线入射的粒子离开电场时在竖直方向的最大偏移量;
(3)荧光屏P能被粒子打到的长度。
(1)粒子离开加速电场时的速度大小和打在屏P上的粒子在A、B板间的运动时间;
(2)沿A、B板中间虚线入射的粒子离开电场时在竖直方向的最大偏移量;
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【推荐2】如图所示,在y0的区域存在匀强电场E5102N/C,场强沿y轴负方向;在y0区域存在匀强磁场,磁感应强度B0.1T,磁场方向垂直xOy平面向外。一电荷量为q2107C、质量为m41014kg的带正电粒子,从y轴上y2cm处的点以速率v01104m/s沿x轴正方向射入电场,紧接着从点射入磁场(不计粒子重力)。求:
(1)求粒子从点射入磁场时的速度;
(2)该粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径R的大小;
(3)粒子从开始计时直到第五次经过x轴所用的时间。
(1)求粒子从点射入磁场时的速度;
(2)该粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径R的大小;
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【推荐3】CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,加速电压恒定为U;高度足够高,宽度为d的虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。电子束从静止开始在M、N之间加速后以一定的速度水平射出并进入偏转磁场,速度方向改变53°角后打到靶环上的P点产生X射线,探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。靶环是以P点为圆心的圆面,P点距偏转磁场中心的水平距离为l=3d。已知电子质量为m,电量为e,电子重力不计、始终在真空中运动。
(1)电子离开加速电场时的速度大小v1;
(2)若撤去磁场,在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场,也可使电子偏转53°角后打在靶环中心P上产生X射线,则所加电场的电场强度E需多大,打在靶上的电子动能为多大;
(3)若匀强偏转电场的电场强度E可调整,其中靶环的半径为d,要使电子仍能打到靶环上,求的取值范围。
(1)电子离开加速电场时的速度大小v1;
(2)若撤去磁场,在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场,也可使电子偏转53°角后打在靶环中心P上产生X射线,则所加电场的电场强度E需多大,打在靶上的电子动能为多大;
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【推荐1】如图所示,整个空间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),粒子源S能够在纸面内不断地向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q、速率为的带正电的粒子,粒子源到收集板MN的间距为(收集板足够长)上,不计粒子受到的重力及各个粒子之间的相互作用。试求:
(1)收集板上能接收到粒子区域的长度L;
(2)能打在收集板上的粒子在磁场中运动的最长时间。
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【推荐2】如图甲所示,在xOy平面内的y≥0和x≤d区域内存在垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m、带电量为q的两个相同负离子a和b经过原点O以不同的速度射入磁场。已知离子a射入第二象限,速度方向与y轴夹角为α=37°,并且恰好从点P(d,d)射出磁场;离子b射入第一象限,设速度方向与y轴的夹角为β不计离子的重力和离子间的相互作用,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求离子a射入磁场时的速度大小和在磁场中运动的时间;
(2)要使离子b射出磁场时的速度方向与离子a射出磁场时的速度方向平行,试讨论离子b射入磁场时角度β和对应速度v需要满足的条件;
(3)假设离子b射入磁场时角度β=37°、速度,将磁场的右边界绕P点沿逆时针转过一个角度,使得离子b射出磁场时的速度方向仍然与离子a射出磁场时的速度方向平行,如图乙所示。求此时磁场右边界的直线方程。
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(2)要使离子b射出磁场时的速度方向与离子a射出磁场时的速度方向平行,试讨论离子b射入磁场时角度β和对应速度v需要满足的条件;
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【推荐3】如图所示,P点是位于纸面内的质子源,它可以向各个方向均匀发射速率相同的质子,在P点下方放置有长度为以O为中点的探测板,P点离探测板的垂直距离OP为a,在探测板的上方存在方向垂直直面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场。不考虑粒子间的相互作用,质子的电荷量。若质子的质量,质子的动量。
(1)当,时,求计数率(即打到探测板上的质子数与总质于数的比值)。
(2)当,时,求质子从质子源出发到探测板上运动的最长时间;
(3)若a取不同的值,可通过调节B的大小获得与(1)问中同样的计数率,求B与a的关系并给出B的取值范围。
(1)当,时,求计数率(即打到探测板上的质子数与总质于数的比值)。
(2)当,时,求质子从质子源出发到探测板上运动的最长时间;
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