为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害,科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置,装置截面如图所示,以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、
,区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场,外圆为绝缘薄板,且直径CD的两端各开有小孔,外圆的左侧有两块平行金属薄板,其右板与外圆相切,在切点C处开有一小孔,两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子(不计重力)从左板内侧的A点由静止释放,粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场,恰好不进入安全区,粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹,经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求:
(1)粒子通过C孔时速度v的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bab7196dd7a1f3d1c4c5e2e6aad025b.png)
(1)粒子通过C孔时速度v的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。
更新时间:2024-05-08 16:31:41
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【知识点】 带电粒子在弧形边界磁场中运动
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【推荐1】如图,边长为2L的正方形内有一内切圆,圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一束包含不同速度的电子从P点沿圆心O射入磁场,观察到电子分别从DE边的不同点射出。设电子质量为m,电量为-e。求:
(1)从DE中点射出的电子的速度大小v;
(2)这束电子入射磁场的速度范围;
(3)从DE边射出的电子在磁场中运动的最长时间。
(1)从DE中点射出的电子的速度大小v;
(2)这束电子入射磁场的速度范围;
(3)从DE边射出的电子在磁场中运动的最长时间。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/24/2621231737061376/2621682134827008/STEM/465b78ce-53cd-4980-ab18-b5a29e080e0a.png)
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【推荐2】如图所示的圆形区域内有匀强磁场,其边界跟y轴在坐标原点O处相切;磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,在O处有一放射源可沿纸面向各个方向射出速率均为v的带电粒子;已知带电粒子质量为m,电荷量q,圆形磁场区域的半径
,则粒子在磁场中运动的最长时间是多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aad751c4269557931b4ffe9a5aaaa431.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1575805064650752/1575805065019392/STEM/0a535c06-df6c-4abe-a1cb-46e5aabb2569.png?resizew=207)
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