在如图所示的
三维空间中,
的区域存在沿y轴正方向的匀强电场,在
区域内存在半圆柱体
空间区域,半圆柱沿y轴方向足够高,该区域内存在沿y轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小
,平面
在yOz平面内,D点(0,0,0)为半圆柱体底面圆心,半圆柱体的半径为
。一质量为m、电荷量为
的带电粒子,从A点(-L,0,0)以初速度大小
,方向沿着x轴正方向射入匀强电场,经过C点(0,L,0)后进入半圆柱体磁场区域,不计粒子的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)带电粒子在半圆柱体内运动的时间;
(3)带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标。
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(1)电场强度E的大小;
(2)带电粒子在半圆柱体内运动的时间;
(3)带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标。
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更新时间:2024-05-21 08:42:38
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【推荐1】如图甲所示,平行正对金属板中心线O处有一粒子源,能连续不断发出质量为m、电量为q、速度为v0的带正电的粒子,所有粒子均沿两板中心线射入板间,在紧靠板的上方等腰三角形PQR内有一垂直纸面向里的匀强磁场,三角形的对称轴与两板中心线重合,且∠RPQ=30°.两板间不加电压时粒子进入磁场时轨迹恰好与PR边相切,如图中所示.当在两板间加如图乙所示的周期性变化的电压时,t=0时刻进入板间的粒子恰好能从板边缘进入磁场.已知板长为l,板间距离为2d,PQ长度为6d,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:
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⑴磁感应强度B的大小;
⑵两板间电压U0;
⑶粒子在磁场中运动的最长和最短时间.
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⑴磁感应强度B的大小;
⑵两板间电压U0;
⑶粒子在磁场中运动的最长和最短时间.
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【推荐2】在一边长为a的等边三角形OPQ内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,PQ是刚性绝缘板,带电微粒垂直撞上后会反向弹回,碰撞为弹性碰撞。现以O点为坐标原点,OP为x轴正方向,建立直角坐标系,在第一象限内加一方向竖直向上的匀强电场,在y轴的左侧加一加速电场,假设A、B两极板之间的加速电压为U,在B板的中间有一小孔。现将一带电荷量为-q、质量为m的带负电的微粒在A板中间由静止释放,带电微粒从B板的小孔处飞出,接着从y轴上的M点垂直y轴进入电场,随后从x轴上的C点进入磁场,且速度方向与OQ边平行。经过一段时间带电微粒恰好垂直打到绝缘板的中点并被弹回。最后带电微粒打在y轴负半轴上的N点处(C点、N点图中均未画出),不计带电微粒重力影响。求:
(1)第一象限内的匀强电场的电场强度大小;
(2)三角形OPQ区域内匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)带电微粒从M点运动到N点所用的总时间。
(1)第一象限内的匀强电场的电场强度大小;
(2)三角形OPQ区域内匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)带电微粒从M点运动到N点所用的总时间。
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【推荐3】如图甲所示,在直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场内有一个平行于x轴的足够长的接收屏。在第二象限内,长为L的平行金属板A、C水平固定放置,两板与x轴平行,且右端紧靠y轴。C板上表面到x轴的距离为两板间距离的一半,两板间加有如图乙所示的方波电压,
、T均已知。在两板中线左端P点有一个粒子源,不断沿两板中线方向射出质量为m、电荷量为
的粒子。粒子的初速度相同,粒子在两板间的运动轨迹在坐标平面内,粒子穿过两板所用的时间为T。从
时刻射入的粒子刚好从下板右端边缘射出,经电场偏转后以与x轴正向成
的方向进入磁场,粒子恰好能垂直打在屏上。不计粒子重力及粒子间的相互作用,忽略两金属板的边缘效应,求:
(1)两平行金属板间的距离;
(2)第一象限内匀强电场的电场强度大小:
(3)屏上接收到粒子的区域长度。
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(1)两平行金属板间的距离;
(2)第一象限内匀强电场的电场强度大小:
(3)屏上接收到粒子的区域长度。
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【推荐1】某质谱仪部分结构的原理图如图所示。在空间直角坐标系Oxyz的y>0区域有沿-z方向的匀强电场,电场强度大小为E,在y<0区域有沿-z方向的匀强磁场,在x=-2d处有一足够大的屏,俯视图如图乙。质量为m、电荷量为q的粒子从y轴上P(0,-d,0)以初速度v0沿+y方向射出,粒子第一次经过x轴时速度方向与-x方向的夹角θ=60°。不计粒子的重力,粒子打到屏上立即被吸收。求:
(1)粒子的电性;
(2)磁感应强度大小B;
(3)粒子打到屏上位置的z轴坐标z1。
(1)粒子的电性;
(2)磁感应强度大小B;
(3)粒子打到屏上位置的z轴坐标z1。
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【推荐2】如图为质谱仪的示意图。已知速度选择器两极板间的匀强电场场强为E,磁感应强度为B1,分离器中磁感应强度为B2。大量某种离子,经电场加速后从O平行于极板沿极板中间进入,部分离子通过小孔O′后垂直边界进入偏转磁场中,在底片上形成了宽度为x的感光区域,测得感光区域的中心P到O′点的距离为D。不计离子的重力、离子间的相互作用、小孔O′的孔径。
(1) 已知打在P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,求该离子的速度v0和比荷
;
(2) 若进入分离器的速度略有变化,求击中感光区域内离子的速度范围;
(3) 已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子,其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动,试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。
(1) 已知打在P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,求该离子的速度v0和比荷
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(2) 若进入分离器的速度略有变化,求击中感光区域内离子的速度范围;
(3) 已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子,其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动,试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/29/dd753722-70ef-43e8-a6f8-9c91086d5079.png?resizew=262)
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【推荐3】制造芯片,要精准控制粒子的注入。如图甲所示,是控制粒子运动的装置示意图,两块边长均为d的正方形金属板M、N上、下正对水平放置,极板间距也为d。以该装置的立方体中心O点为原点建立直角坐标系,并在极板间加沿y轴负方向的匀强磁场(磁感应强度大小未知),两极板接到电压为U的电源上。现有一束带正电粒子以速度v0沿x轴正方向从左侧持续注入极板间,恰好沿x轴做匀速直线运动。不考虑电磁场的边缘效应,粒子的重力忽略不计,粒子之间的静电力忽略不计。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若仅撤去磁场,该带电粒子束恰好击中点(
,0,
),求粒子的比荷;
(3)若仅撤去电场,求带电粒子束离开立方体空间的位置坐标;
(4)若将磁场方向改为沿z轴正方向,并将两极板接到电压按如图乙所示变化的电源上,t=0时刻让粒子从中心O点沿x轴正方向以速度v0注入,试通过计算说明从粒子注入后到击中极板前会经过z轴几次。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若仅撤去磁场,该带电粒子束恰好击中点(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96c8efa39e0f76123174afa1db166638.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/924b380f4e946674fa7ae295a73206fe.png)
(3)若仅撤去电场,求带电粒子束离开立方体空间的位置坐标;
(4)若将磁场方向改为沿z轴正方向,并将两极板接到电压按如图乙所示变化的电源上,t=0时刻让粒子从中心O点沿x轴正方向以速度v0注入,试通过计算说明从粒子注入后到击中极板前会经过z轴几次。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/23/af212422-187a-48a9-9175-e7f6676aa88f.png?resizew=550)
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