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 > 带电粒子在有边界磁场中运动 > 带电粒子在弧形边界磁场中运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1807 题号:4651515
如图所示,方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界,是一个半径为r的圆,圆心O1x轴上,OO1距离等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点,在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E,方向沿x轴的负方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.有一群相同的正粒子,以相同的速率,在纸面内沿不同方向从原点O射入第Ⅰ象限,粒子的速度方向在与x轴成θ=30˚角的范围内,其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后,恰好在正交的电磁场中做直线运动。粒子的质量为m,电荷量为q(不计粒子的重力)。求:

(1)粒子的初速率;
(2)圆形有界磁场的磁感应强度;
(3)若只撤去虚线MN上面的磁场B,这些粒子经过y轴的坐标范围。

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】在芯片加工制作中,需要对带电粒子的运动进行精准调控。如图所示,在xoy平面内,在0<x<2a内有匀强电场E(大小未知),方向沿y轴正方向;在第三象限内有边界与坐标轴相切的圆形磁场区,圆边界的半径为a,匀强磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直于纸面向外;ΔOCD内有匀强磁场B(大小未知),方向垂直于纸面,OC边长为4a,∠DCO=30°,边界有磁场。一质量为m、带电量为+q的带正电粒子,从A点(2a,0)以与直线x=2a的夹角为θ(未知)的速度射入第四象限的电场,经电场偏转后从P1点(0,)垂直于y轴进入第三象限,经圆形磁场后从P2点(,0)进入ΔOCD中,最后垂直于CD边离开磁场。不计粒子的重力。求:
(1) 粒子进入圆形磁场时速度的大小;
(2) 匀强电场的电场强度E的大小;
(3) ΔOCD内匀强磁场的磁感强度B的大小;
(4) 若粒子从直线x=2a上入射,速度不变,先后经圆形磁场和ΔOCD内的磁场偏转。求这些粒子中,从CD边射出的粒子距C点的最近距离d

2024-05-10更新 | 583次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图所示,在三维直角坐标系Oxyz中的的圆柱形空间内存在沿z轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间的外部存在沿x轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小相等;在圆柱面上的的部分有绝缘的弹性挡板;在的区域存在沿y轴正方向、电场强度大小为E0的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从A点(A点在Oxy平面内)以初速度大小为v0、与y轴负方向成53°夹角的方向射入电场,经过一段时间从x轴上的BL,0,0)点沿x轴正方向进入圆柱形区域,接着从y轴负半轴上的C点沿y轴负方向离开此区域,然后从z轴上的D点再次进入圆柱形区域,粒子与绝缘弹性挡板碰撞过程时间极短且没有能量损失,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)AB两点间的电势差UAB
(2)圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小B0
(3)粒子从A点进入电场到再次返回A点的运动时间。

2024-06-03更新 | 191次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
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【推荐3】如图所示,在x轴下方的区域内存在沿y轴正向的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为By轴下方的A点与O点的距离为d,一质量为m电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场。(不计粒子的重力)

(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r
(2)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴,电场强度需大于或等于某个值E0,求E0
(3)若电场强度E等于第(2)问E0,求粒子经过x轴时的位置。
2016-12-08更新 | 522次组卷
共计 平均难度:一般