如图所示,在坐标系中,轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的带电粒子在纸面内从点与轴成方向射入磁场,已知点的纵坐标,不计粒子重力。
(1)若粒子不离开磁场,求粒子速度的最大值;
(2)若粒子离开磁场,求粒子在磁场中运动时间的范围;
(3)若磁场为非匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随方向均匀增大,关系为。粒子以大小为的速度从点沿图示方向射入磁场,求粒子从点运动到离轴最远位置的过程中运动轨迹与轴围成的面积。
(1)若粒子不离开磁场,求粒子速度的最大值;
(2)若粒子离开磁场,求粒子在磁场中运动时间的范围;
(3)若磁场为非匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随方向均匀增大,关系为。粒子以大小为的速度从点沿图示方向射入磁场,求粒子从点运动到离轴最远位置的过程中运动轨迹与轴围成的面积。
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更新时间:2024-03-21 12:36:26
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,平面直角坐标系xOy中,一、二象限存在互相垂直的OA、OC边界,在OC右侧、OA上侧存在磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向外的匀强磁场;三、四象限存在互相垂直的OD、OB边界,在OD右侧、OB下侧存在磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场;OA、OB与x轴正方向的夹角均为α,一质量为m、带电荷量为+q的粒子,从O点以初速度v0沿OD方向射入磁场,不计粒子受到的重力。
(1)若α=15°,求粒子第二次经过OA边界时距O点的距离s;
(2)若α=3°,求粒子穿过z轴的次数n;
(3)若α=3°,求粒子在磁场中运动的总时间t。
(1)若α=15°,求粒子第二次经过OA边界时距O点的距离s;
(2)若α=3°,求粒子穿过z轴的次数n;
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(0.4)
【推荐2】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。
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