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O1在x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。
(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。
更新时间:2016-12-13 07:57:41
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【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。
(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。
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【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B(L,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)A、B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。
(1)A、B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;
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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B。y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的,求粒子经过x轴时的位置。
(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;
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【推荐1】如图,在坐标系的区域内有一圆形磁场区,磁场的圆心在y轴上,下边与x轴相切,磁场半径,磁感应强度;磁场右侧有一沿y轴负方向的电场,电场左侧边界与磁场边界相切,右侧无限宽,电场强度大小;坐标原点0处有正离子发射源,以相同速率,向着与x轴正方向夹角60o、120o间发射比荷的某种带正电的粒子不计粒子的重力,求:
(1)向着y轴正方向发射的离子击中x轴的x坐标值;
(2)击中x轴的所有离子的x坐标值范围计算结果可用根式表达。
(1)向着y轴正方向发射的离子击中x轴的x坐标值;
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【推荐2】如图所示,在平面坐标系xoy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场.不计粒子重力,求:
(1)带电粒子进入磁场时的速度大小和方向.
(2)电场强度与磁感应强度大小之比;
(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比;
(1)带电粒子进入磁场时的速度大小和方向.
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【推荐3】如图所示,磁感应强度大小为B=0.15T,方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R=0.20m的圆形区域内,圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端与边界MN相切于x轴上的A点.MN右侧有平行于x轴负方向的匀强电场.置于坐标原点O的粒子源,可沿x轴正方向射出速度的带正电的粒子流,比荷为.不计粒子重力.右侧电场强度大小为现以过O点并垂直于纸面的直线为轴,将圆形磁场区域按逆时针方向缓慢旋转90.求:
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)在旋转磁场过程中,粒子经过磁场后,途经MN进入电场,求粒子经过MN时离A点 最远的位置B到A点的距离L1;
(3)通过B点的粒子进入电场后,再次经过MN时距B点的距离L2为多大?
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)在旋转磁场过程中,粒子经过磁场后,途经MN进入电场,求粒子经过MN时离A点 最远的位置B到A点的距离L1;
(3)通过B点的粒子进入电场后,再次经过MN时距B点的距离L2为多大?
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【推荐1】现代科技可以利用电场、磁场对带电粒子的作用来控制其运动轨迹,让其到达所需的位置,在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方、面有广泛的应用。如图所示是此种仪器中电磁场的简化示意图。以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系,该真空中存在方向沿x轴正方向、电场强度大小的匀强电场和方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。原点O处的粒子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量、电荷量q=2×10⁻6 C的带正电的粒子束,粒子恰能在平面内做直线运动,重力加速度为,不计粒子间的相互作用。
(1)求粒子发射的速度大小和方向;
(2)若保持粒子束的初速度不变,在粒子从O点射出时立即撤去磁场,求粒子从O点射出后再次运动到y轴过程中,重力所做的功(不考虑磁场变化产生的影响);
(3)若保持E、B初始状态和粒子束的初速度不变,在粒子束运动过程中,突然将电场变为竖直向上、场强大小变为,求从O点射出的所有粒子第一次打在x轴上的坐标范围(不考虑电场变化产生的影响)。
(1)求粒子发射的速度大小和方向;
(2)若保持粒子束的初速度不变,在粒子从O点射出时立即撤去磁场,求粒子从O点射出后再次运动到y轴过程中,重力所做的功(不考虑磁场变化产生的影响);
(3)若保持E、B初始状态和粒子束的初速度不变,在粒子束运动过程中,突然将电场变为竖直向上、场强大小变为,求从O点射出的所有粒子第一次打在x轴上的坐标范围(不考虑电场变化产生的影响)。
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【推荐2】如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆,小球套在杆上,已知的质量为,电荷量为,电场强度为,磁感应强度为,与杆间的动摩擦因数为,重力加速度为。小球由静止开始下滑,最后做匀速直线运动。求
(1)小球刚开始下滑时的加速度;
(2)小球的最大速度;
(3)小球下滑加速度为最大加速度一半时的速度。
(1)小球刚开始下滑时的加速度;
(2)小球的最大速度;
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【推荐3】如图所示,光滑水平地面上方被竖直平面MN分隔成两部分,左边(包括竖直平面MN)有匀强磁场B,右边有匀强电场E0(图中未标).在O点用长为的轻质不可伸长的绝缘细绳系一质量、带负电且电荷量的小球A,使其在竖直平面内以速度沿顺时针方向做匀速圆周运动,运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的轻质弹簧左端固定在墙上,右端与质量、带负电且电荷量的小球B接触但不连接,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推到P点(弹簧仍在弹性限度内),推力所做的功是W=2.0J,当撤去推力后,B球沿地面向右运动到M点时对地面的压力刚好为零,继续运动恰好能与A球在最低点发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C都可以看着质点),碰撞前后总电荷量保持不变,碰后瞬间匀强电场大小变为E1=1×103N/C,方向不变.g=10m/s2.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向?
(2)匀强电场的电场强度E0的大小和方向?
(3)整体C运动到最高点时绳对C的拉力F的大小?
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向?
(2)匀强电场的电场强度E0的大小和方向?
(3)整体C运动到最高点时绳对C的拉力F的大小?
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