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:0.4 引用次数:1165 题号:22021750
利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy平面内存在区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子,其速度方向与y轴夹角的最大值为45°,且各个方向速度大小随变化的关系为,式中为未知定值,且的离子恰好通过坐标为(LL)的P点。不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。
(1)求关系式的值;
(2)求离子通过界面y坐标的最大值和最小值
(3)为回收离子,在界面右侧加一宽度为L且平行于轴的匀强电场,如图所示,为使所有离子都不能穿越电场区域,求电场强度的最小值E

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【推荐1】如图所示,边长为L的正方形ABCD区域内存在垂直纸面的匀强磁场,在CD边右侧3L处平行CD放置荧光屏,O1O2是通过正方形中心O1和荧光屏中心O2的轴线。电子从静止经加速电压加速后以一定速度沿轴线连续射入磁场。整个系统置于真空中,不计电子重力,已知电子电荷量为e、质量为m,当θ很小时,近似有
(1)若磁感应强度大小为B0,加速电压从0开始缓慢增加,求电子在磁场中运动的最长时间t
(2)若入射电子速度大小均为v0,正方形区域所加磁场如题16-2图所示,磁场变化周期为T,且T远大于电子在磁场中的运动时间,电子偏转后恰好全部从CD边射出磁场并能全部打在荧光屏上形成运动的光点,求最大磁感应强度Bm以及荧光屏的最小长度d
(3)在(2)的条件下求荧光屏上光点经过O2的速度大小v

2024-05-20更新 | 522次组卷
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【推荐2】为了约束带电粒子在一定区域内运动,某同学设计了如图所示的装置。边长为L的正方形横截面abcd将装置分成左右两部分。左侧是宽度为L的匀强电场区域,电场方向竖直向下;右侧是长为xx未知)的长方体匀强磁场区域,磁场方向水平向右,长方体右侧面efgh内有一个光屏。粒子源射出一电荷量为+q、质量为m的粒子,以速度v0pq中点水平射入匀强电场区域,恰好从图中abcd面的中心O点进入长方体区域,粒子在右侧磁场内运动过程中,到达光屏之前恰好未离开长方体区域,粒子重力不计。
(1)求粒子到达O点时的速度大小v和左侧区域中的电场强度大小E
(2)若粒子打在光屏上Q点时的速度恰好和经过O点时的速度相同,求磁感应强度大小BOQ两点间距离x
(3)若将光屏平移至和O点距离,求粒子打到光屏上的位置到O点的距离s
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【推荐3】如图所示,正方形边界边长为4R,虚线边界 为半圆,与直径共线,cd为正方形边长的中点,间的距离等于半圆的半径R。上方边界内(含边界)有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,下方边界内(含边界)有方向垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。一束质量为m、电荷量为的粒子,在纸面内从点射入磁场,这些粒子具有各种速度。不计粒子之间的相互作用及粒子重力。

(1)若粒子垂直于ac射入上方磁场,经上方磁场偏转后从正方形上边界射出,求有粒子射出的正方形上边界范围长度;

(2)若粒子垂直于ac射入上方磁场,经t时间上方磁场偏转后穿过虚线进入下方磁场,求t的最大值;

(3)若粒子以任意方向射入下方磁场,经下方磁场偏转后从bd边离开下方磁场,求粒子入射速率的最大值。

2023-11-27更新 | 494次组卷
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