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 > 带电粒子在直边界磁场中运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1578 题号:4697649
如图所示,在矩形区域abcd内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在ad边中点O的粒子源,在t=0时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与Od的夹角分布在0~180°范围内.已知沿Od方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场,ab=1.5Lbc=,粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求:

(1)粒子在磁场中的运动周期T
(2)粒子的比荷q/m
(3)粒子在磁场中运动的最长时间.

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【推荐1】如图所示,直线y=xy轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B1,直线x=dy=x间有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,另有一半径R=1.0m的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B2=0.20T,方向垂直坐标平面向外,该圆与直线x=dx轴均相切,且与x轴相切于S点。一带负电的粒子从S沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域,经过一段时间进入磁场区域B1时的速度方向与直线y=x垂直,粒子速度大小v0=1.0×105m/s,粒子的比荷为,粒子重力不计,求:
(1)坐标d的值;
(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴,则磁感应强度B1应满足的条件;
(3)在(2)问的基础上,粒子从开始进入圆形磁场至第二次到达直线y=x上的最长时间。(结果保留两位有效数字)
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【推荐2】如图所示,粒子源O可以源源不断地产生初速度为零的正离子同位素,即这些正离子带相同的电量q,质量却不相同。所有的正离子先被一个电压为U0的匀强加速电场加速,再从两板中央垂直射入一个匀强偏转电场,已知此偏转电场两板间距为d,板间电压为2U0,偏转后通过下极板上的小孔P离开电场。经过一段匀速直线运动后,正离子从Q点垂直于边界AB进入一正方形的区域匀强磁场(磁感应强度为B,方向垂直纸面向里),不计正离子的重力及离子之间的相互作用力,求:

(1)当正离子从P点离开偏转电场时,求P点和极板左端间的距离L以及此时的速度偏转角φ
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径R
(3)若质量为4m的离子垂直打在磁场边界AD的中点处,求能打在边界AD上的正离子的质量范围。
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【推荐3】平面内,直线y轴的夹角。第一、第二象限内存在大小均为E,方向分别为竖直向下和水平向右的匀强电场:在x轴下方有垂直于纸面向外的匀强磁场,如图所示。现有一质量为m、电量为的粒子甲从直线上点处由静止释放,然后进入磁场,又从O点进入电场,不计粒子的重力,求:
(1)粒子甲第一次进入磁场时速度的大小与方向;
(2)磁感应强度的大小;
(3)如果在直线A点释放粒子甲的同时,在第一象限某处由静止释放一质量为m、电量为的粒子乙,当乙第一次离开磁场时正好与第一次进入磁场的甲粒子相遇,求乙粒子释放处的坐标。(不计粒子间相互作用力)
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