如图甲所示,曲线OP上方有沿方向的匀强电场,其场强大小为,曲线左侧有一粒子源AB,B端位于x轴上,能够持续不断地沿方向发射速度为,质量为m、电荷量为q的粒子束,这些粒子经电场偏转后均能够通过O点,已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场,不计重力及粒子间的相互作用。
(1)写出匀强电场边界OP段的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系式):
(2)若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场(未画出),磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束,经磁场偏转后均能够返回y轴,若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场,求磁场的最小面积;
(3)若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场和匀强电场(如图乙),电磁场边界与y轴平行,宽度均为d,长度足够长。匀强磁场,方向垂直纸面向里,匀强电场,方向沿x轴正方向,现仅考虑自A端射入的粒子,经匀强电场偏转后,恰好与y轴负方向成从O点射入,试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯(即速度恰好与y轴平行)。
更新时间:2024-03-31 23:40:37
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器,主要由加速电场,偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图,粒子源可以均匀连续的产生质量为、电荷量为、初速度忽略不计的带电粒子,经电压为的加速电场加速后,带电粒子贴近上板边缘,水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板长为,间距为,板间加有图乙所示的周期性变化的电压,其最大电压也为、周期为,下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后,立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场,最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力,求:
(1)从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间;
(2)从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比;
(3)从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时,磁感应强度需要满足的条件。
(1)从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间;
(2)从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比;
(3)从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时,磁感应强度需要满足的条件。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图所示平面内,在第一、二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场;在第三、四象限内-2d≤y≤0区域存在沿x轴正方向的匀强电场,在y<-2d区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为e的质子从电场中的A(0,-2d)点以初速度v0沿y轴正方向射入匀强电场,并从(3d,0)处第2次经过x轴。已知两个磁场的磁感应强度大小相等,匀强电场的电场强度大小为,求:
(1)质子第1次经过x轴的速度;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)质子第3次经过x轴的横坐标值。
(1)质子第1次经过x轴的速度;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)质子第3次经过x轴的横坐标值。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,容器A中装有大量的质量不同、电荷量均为+q的粒子,粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动,通过小孔S2后从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场.粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场区域,最后打在感光片上.已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U,偏转电场极板长为,两板间距为L,板间电场看成匀强电场,其电场强度,方向水平向左(忽略板间外的电场),平行板f的下端与磁场水平边界ab相交于点P,在边界ab上实线处固定放置感光片.测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间,且PQ的长度为3L边界ab下方的磁场范围足够大,不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用.求:
(1)粒子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏转的距离x和偏转的角度θ;
(2)射到感光片P处的粒子的质量m1;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.
(1)粒子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏转的距离x和偏转的角度θ;
(2)射到感光片P处的粒子的质量m1;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,在平面直角坐标系的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为、电量为的带电粒子。从静止开始经的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知,(粒子重力不计,,),求:
(1)带电粒子到达P点时速度v大小;
(2)若要求粒子不能进入x轴上方,磁感应强度的最小值B是多大。
(1)带电粒子到达P点时速度v大小;
(2)若要求粒子不能进入x轴上方,磁感应强度的最小值B是多大。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,在xoy平面的第I象限中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B;第II象限中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。在M与N连线上的各点,有带电粒子沿y轴正方向不连续的射入磁场,粒子质量为m,电量为+q,进入第I象限磁场时运动半径都为d。已知:OM=d,MN=d,粒子重力不计、不会相碰,不考虑粒子间的相互作用。求:
(1)粒子射入磁场的速度大小;
(2)粒子从x轴上射出磁场的横坐标范围;
(3)y轴上的P点到O点的距离为2d,请证明在MN连线上有三个点发射的粒子能到达P点。设这三个点从左至右依次为点1、2、3,请求出点2发射的粒子到达P点的时间?
(1)粒子射入磁场的速度大小;
(2)粒子从x轴上射出磁场的横坐标范围;
(3)y轴上的P点到O点的距离为2d,请证明在MN连线上有三个点发射的粒子能到达P点。设这三个点从左至右依次为点1、2、3,请求出点2发射的粒子到达P点的时间?
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】在如图所示的xOy平面内,边长为2R的正方形ABCD区域中存在方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,自O点沿x轴放置-一长为2R的探测板,与磁场下边界的间距为R;离子源从正方形一边(位于y轴上)的中点P沿垂直于磁场方向持续发射质量为m、电荷量为+q的离子,发射速度方向斜向上,与x轴正方向的夹角范围为0~50°,且各向均匀分布,单位时间发射离子数为N,离子的速度大小随发射角变化的关系为 ,为发射速度方向与水平方向夹角,其中的离子恰好从磁场下边界的中点沿y轴负方向射出。不计离子间的相互作用和离子的重力,离子打在探测板即被吸收并中和,已知R=0.05 m,B=1 T,v0=5×105 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin50°=0.77,cos50°=0.64。
(1)求离子的比荷;
(2)证明∶从AB边飞出磁场的离子速度方向与AB边垂直;
(3)求单位时间内能打在探测板上的离子数n。
(1)求离子的比荷;
(2)证明∶从AB边飞出磁场的离子速度方向与AB边垂直;
(3)求单位时间内能打在探测板上的离子数n。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】匀强电场、辐射状电场可以控制带粒子分别做类平抛运动、匀速圆周运动。如图所示,长、宽分别为2L、L的带电平行板内存在电场场强大小为E的匀强电场,质量为m、电量为q的带正电粒子(不计重力),从平行板的边缘A点,以垂直电场线方向的速度射入电场,正好从平行板的边缘B点射出电场,接着从B点进入辐射状电场正好做匀速圆周运动,粒子所在的圆弧轨道对应的电场强度的大小为2E,经过圆周运动,从C点射出辐射状电场,两种电场都在同一平面内,互不影响,求:
(1)粒子在A点的入射速度;
(2)粒子做匀速圆周运动的轨迹半径;
(3)粒子从A到C的运动时间。
(1)粒子在A点的入射速度;
(2)粒子做匀速圆周运动的轨迹半径;
(3)粒子从A到C的运动时间。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,在矩形区域内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小。在矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小。已知,。在边中点处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地发射速率均为的某种带正电的粒子,粒子质量,电荷量,粒子可以无阻碍地通过边界进入磁场,不计粒子的重力。求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)边界上有粒子射出磁场的范围的长度;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间。
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)边界上有粒子射出磁场的范围的长度;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】如图甲所示,平面直角坐标系的第二、三象限内有沿y轴正方向的匀强电场,在第一、四象限内虚线(平行于y轴)左侧有垂直坐标平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示,图中所标物理量均为已知量,垂直坐标平面向里为磁场正方向,现在x轴上坐标为的P点,沿与x轴正方向成斜向右上射出一个带电粒子,粒子射出的速度大小为,经电场偏转后在内的某个时刻,垂直轴射入磁场,结果粒子在时间内的运动轨迹与y轴相切,在时间内的运动轨迹与相切。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,不计粒子的重力,。求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)粒子第一次从电场进入磁场的时刻;
(3)与y轴间的距离。
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)粒子第一次从电场进入磁场的时刻;
(3)与y轴间的距离。
您最近半年使用:0次