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:0.65 引用次数:579 题号:6403336
“801设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机,其原理如下:系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后.从下方以恒定速率v1,向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域I内.当栅极MNPQ间形成稳定的电场后.自动关闭区域I系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1).区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A).放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核,氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束,经过栅极MNPQ之间的电场加速后从PQ喷出.在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力.不计粒子之间相互作用与相对论效应).已知极板长RM=2D,栅极MNPQ间距为d,氙原子核的质量为m、电荷量为q,求:
(1)当栅极MNPQ间形成稳定的电场时,其电场强度E多大.
(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v2
(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障,导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中,求能进入区域I的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比.

相似题推荐

解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从矩形区域ad边的中点O处垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电荷量为qad边长为Lab边足够长,粒子重力不计。
(1)求粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。
(2)问粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下,粒子v0大小范围。

2024-01-16更新 | 516次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】如图所示,坐标系平面内轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里.轴下方存在匀强电场,电场方向与平面平行,与轴的夹角。一质量为、电荷量为的粒子以初速度轴上的点沿轴正方向射出,一段时间后从轴正半轴上的点(图中未画出)进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相同,磁场和电场均足够大,取,不计粒子受到的重力。
(1)求的长度
(2)求粒子从点出发至第一次到达点所需的时间;
(3)若粒子第三次经过轴时与轴的交点为,求的长度
2021-12-23更新 | 575次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐3】如图所示,MN是直角坐标系xOy坐标轴上的两点,其坐标分别为M(0,L)和N(2L,0).一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从M点以初速度v0沿x轴正方向进入第一象限.若第一象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场,粒子恰能通过N点;若第一象限内只存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,粒子也会通过N点.不计粒子的重力,求:
(1)电场强度的大小:
(2)磁感应强度的大小.
2019-05-19更新 | 640次组卷
共计 平均难度:一般