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 > 带电粒子在无边界匀强磁场中运动 > 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动:半径与周期公式
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:412 题号:22916118
一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示,内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆是探测器,ABPM分别为内圆的两条相互垂直的直径,两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点,粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开,最后打在探测器上的N点,PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一,粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态,忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。求
(1)粒子1的在P点受力方向和电性;
(2)若两粒子的入射速率相等,比较粒子1与粒子2的比荷大小;
(3)改变粒子2入射方向,连率变为原来的,则粒子2在磁场中运动的最长时间为多少?

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【推荐1】如图所示,在MN右侧有一个磁感应强度为B的匀强磁场.在磁场中的A点有一静止镭核(),A点距MN的距离OA=dD为放置在MN边缘的粒子接收器,接收器位置距OA直线的距离也为d发生衰变时,放出某粒子x后变为一氡核(),接收器D恰好接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x.(取原子质量单位用表示,电子电量用e表示).

(1)写出上述过程中的核衰变方程(要求写出x的具体符号),并确定粒子x的轨迹圆半径;
(2)求出射出的粒子x的速度大小;
(3)若衰变时释放的核能全部转化成生成物的动能,求该衰变过程的质量亏损.
2018-04-16更新 | 369次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】磁偏转的应用
磁偏转广泛应用于粒子物理研究和粒子加速器中。在粒子物理研究中,磁偏转常用于实验室中测量粒子的电荷量、质量、自旋等性质。在粒子加速器中,磁偏转则是常见的加速和聚焦方法。通过施加磁场,可以将粒子束偏转到我们所需的轨道上。同时,通过调整磁场的强度和分布,可以实现对粒子束的聚焦和分离。
1.(双项选择题)由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪的原理如图所示,其主要使命是探索宇宙中的反物质,所谓反物质,即质量与正粒子相同,带电量与正粒子相等但符号相反。假如使一束质子(氢原子核)、反质子、粒子(氦原子核He)、反粒子组成的射线,以相同速度大小通过进入匀强磁场中形成四条径迹,则(  )

A.1和2是反粒子径迹B.3和4是反粒子径迹
C.2为反质子径迹D.4为粒子径迹
2.洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如下图(a)、图(b)所示。电子束从电子枪向右水平射出,使玻璃泡中的稀薄气体发光,从而显示电子的运动轨迹。调节加速极电压可改变电子速度大小,调节励磁线圈电流可改变磁感应强度,某次实验,观察到电子束打在图(b) 中的P点,则两个励磁线圈中的电流均为____方向,若要看到完整的圆周运动,则可以_________(选填“增大”或“减小”)加速极电压。

3.如图所示,真空区域有宽度为L,磁感应强度为B的矩形匀强磁场,方向垂直于纸面向里,MNPQ是磁场的边界,质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射入磁场中,刚好垂直于 PQ边界射出,并沿半径方向垂直进入圆形磁场,磁场半径为L,方向垂直纸面向外,离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为60°。求:
(1)粒子射入磁场的速度大小;
(2)粒子在矩形磁场中运动的时间;
(3) 圆形磁场的磁感应强度

2024-01-22更新 | 333次组卷
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【推荐3】被大小为U的电压加速后的电子从电子枪A打出,速度沿直线a方向,现要求电子击中在θ方向,距枪口为d的靶B,对下面两种情形求出符合要求的最小磁场强度.(已知电子质量为m带电量为e
(1)磁场方向垂直于直线a和点B确定的平面,即垂直于纸面;
(2)磁场方向平行于AB.
2018-05-31更新 | 316次组卷
共计 平均难度:一般