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:1312 题号:7712218
如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直角三角形ACD内存在垂直平面向里磁感应强度为B的匀强磁场,线段CO=OD=L,CD边在x轴上,∠ADC=30°.电子束沿y轴方向以相同的速度v0从CD边上的各点射入磁场,已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为,在第四象限正方形ODQP内存在沿x轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场,在y=-L处垂直于y轴放置一足够大的平面荧光屏,屏与y轴交点为P.忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.

(1)电子的比荷;
(2)从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离:
(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P的最远距离.

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【推荐1】如图所示,直线边界OP右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,距离边界OP等于R处放置一边长为R的立方体金属块,金属块的左侧面与磁场边界平行,并让金属块接地。现有范围足够大的均匀分布的平行电子束以速度垂直边界OP射入磁场。已知电子的质量为m、电荷量为q,电子的初速度,不计电子的重力及电子间的相互作用力,打到金属块上的电子均可被吸收。求:
(1)电子在磁场中运动的轨道半径;
(2)能够打到金属块左侧面与上表面的电子数目的比值是多少?(请作出必要的电子运动的轨迹图,结果可以用根号表示)
2022-05-13更新 | 360次组卷
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【推荐2】电子倍增管能放大入射电子的数量。如图所示,两极板MN竖直放置,极板间有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向外。一个电子以初速度v0、与法线方向成角打在N板的P点,电子射入N板后被吸收,同时撞出2个次级电子;每次碰撞,入射电子沿y方向的分速度被2个次级电子均分,沿x方向的分速度反向后被2个次级电子均分。电子质量为m,电量的绝对值为e,忽略重力和各级电子间相互作用。
(1)为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值
(2)在不碰板的前提下,假设电子的最后一次碰撞,刚好在N极板的最下端接收器Q处,且有2pp为正整数)个电子到达接收器,求PQ之间的距离h
(3)现在MN极板间再叠加一个水平向右的匀强电场(图中未画出),场强大小为E;当时,为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值L2。提示:为了抵消电子受到的电场力,可以设想给电子一个某方向的分速度,使得对应的洛仑兹力与电场力抵消;再结合运动的合成与分解(思想)求解。
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【推荐3】如图所示,长为的绝缘弹性挡板沿竖直方向固定,c端正下方L处的b点静止一质量为、电荷量为的粒子乙,质量为m的中性粒子甲由a点以初速度向右运动,经过一段时间粒子甲、乙在b点发生弹性碰撞,碰撞过程中两粒子电量不变,整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),de两点在同一水平线上且,忽略粒子的重力,
(1)求碰撞后乙粒子的速度大小;
(2)欲使碰撞后乙粒子不打在绝缘挡板上,求磁感应强度B的取值范围;
(3)若磁感应强度为,调整甲粒子的初速度,可使乙粒子与绝缘挡板发生无能量、无电荷量损失的碰撞后恰经过e点,求乙粒子到达e点时在磁场中运动的最长时间
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