组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在组合场中的运动 > 粒子由电场进入磁场
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:291 题号:3911674
如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右,Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2B2=2.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2=2.5m,d3=5.0m,一质量m=1.6×109kg、电荷量q=+1.6×106C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.求:

(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
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【知识点】 粒子由电场进入磁场

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【推荐1】如图甲所示,xOy平面内y轴左侧有宽为L的匀强电场区域,电场方向平行于y轴向上,匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为m、带电量为+q的带电粒子(不计重力)从A点飘入加速电场,加速后由x轴上的P(-L,0)点进入匀强电场,之后从y轴上的Q(0,)点进入y轴的右侧。
(1)求粒子经过P点时的速度大小
(2)求匀强电场的场强大小E及达到Q点速度大小;
(3)若y轴右侧存在一圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,取磁场垂直纸面向外为正方向。时刻进入磁场的粒子始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动,求圆形磁场区域的最小面积S以及粒子进入磁场时的位置到y轴的最短距离x。(忽略磁场突变的影响)
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【推荐2】如图所示,平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从S点(-l,-l)由静止释放,进入磁场区域运动,恰好过x轴上P点(l,0)、不计粒子重力。
(1)求匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子释放开始计时,求粒子第1次到达y轴正半轴的时间;
(3)粒子第3次过y轴时的坐标。
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【推荐3】如图所示,平面直角坐标系的第Ⅱ象限有电场强度大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场,第 Ⅰ、Ⅳ象限分别有方向垂直坐标平面向外和垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小相等。一带电粒子以大小为的初速度从x轴上的P点垂直x轴进入匀强电场,并且恰好沿与y轴正方向的夹角的方向进入第Ⅰ象限的磁场,又恰好垂直于x轴进入第Ⅳ象限的磁场。已知P点到坐标原点O的距离为d,粒子所受重力不计。求:
(1)粒子的比荷
(2)第Ⅰ、Ⅳ象限磁场的磁感应强度大小B
(3)粒子在磁场中第2次经过x轴时位置的横坐标
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