如图所示,真空中有中间开有小孔的两平行金属板竖直放置构成电容器,给电容器充电使其两极板间的电势差
,以电容器右板小孔所在位置为坐标原点建立图示直角坐标系xOy。第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界MN平行于x轴,现将一质量
、
且重力不计的带电粒子从电容器的左板小孔由静止释放,经电场加速后从右板小孔射出磁场,该粒子能经过磁场中的P点,P点纵坐标为
。若保持电容器的电荷量不变,移动左板使两板间距离变为原来的四分之一,调整磁场上边界MN的位置,粒子仍从左板小孔无初速度释放,还能通过P点,且速度方向沿y轴正向。求磁场的磁感应强度B。
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更新时间:2016-12-08 18:58:17
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【知识点】 粒子由电场进入磁场
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】有一种粒子分析器如图甲所示,粒子源G不间断地向外释放某种带电粒子,粒子质量为m,电量为
。单位时间内有n个粒子无初速地飘入加速电场中,加速电压为
,之后进入长为L、间距也为L的竖直偏转电场
中,两极板间电压与时间关系如图乙所示,
,
为电场的水平中心线。偏转电场的右侧是两个有竖直的理想边界、方向相反、宽度均为
的匀强磁场,左侧磁感应强度
,方向垂直纸面向外;右侧磁感应强度
,方向垂直纸面向里。磁场
的右边界到竖直光屏
的水平距离为
(光屏
足够大,且粒子打到
上即被吸收,不计粒子的重力及相互间的作用力,不计电场变化时产生的磁场及电磁场的边缘效应)。
(1)求粒子离开偏转电场时的速度;
(2)如果在
的右边界放置一上下长为L的吸收屏
(能吸收一切打到屏上的粒子),
过屏的中心,求打到光屏
的粒子占总粒子数的百分比;
(3)如果
可以从
到
中取任意值,求当
为何值时,粒子从进入偏转磁场
到打到屏
的时间最短,并求出此最短时间及这种状态时粒子对PQ屏的作用力。
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(1)求粒子离开偏转电场时的速度;
(2)如果在
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(3)如果
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】利用电磁场偏转离子是在科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在Oxy平面(纸面)的第一象限内有边界平行于x轴的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,宽度均为L,区域Ⅰ为匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴负方向,区域Ⅱ、Ⅲ为匀强磁场,方向均垂直纸面向里。一群速度大小不同的离子由(0,3L)处沿x轴正方向进入电场,已知离子质量为m、电荷量为+q,不计离子重力,忽略磁场的边界效应。求:
(1)恰从(L,2L)处进入区域Ⅱ离子的初速度;
(2)若要使初速度为0的离子不进入区域Ⅲ,B1的范围;
(3)若
,且
,经过
处离子的初速度范围。
(1)恰从(L,2L)处进入区域Ⅱ离子的初速度;
(2)若要使初速度为0的离子不进入区域Ⅲ,B1的范围;
(3)若
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图(甲)所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有一个以点(3L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、N.现有一质量为m,带电量为e的电子,从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场,飞出电场后从M点进入圆形区域,速度方向与x轴夹角为30°.此时在圆形区域加如图(乙)所示周期性变化的磁场,以垂直于纸面向外为磁场正方向,最后电子运动一段时间后从N飞出,速度方向与进入磁场时的速度方向相同(与x轴夹角也为30°).求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/20/2079501815439360/2083123861241856/STEM/9e3d311e-c242-4073-91b1-58aaa30096a8.png?resizew=415)
(1)0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小;
(2)写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/20/2079501815439360/2083123861241856/STEM/9e3d311e-c242-4073-91b1-58aaa30096a8.png?resizew=415)
(1)0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小;
(2)写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式.
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