如图所示,空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面向里,电场的方向竖直向下。虚线MN为磁场和电场的分界线,电场的宽度为L,在匀强磁场中,平行于MN放置一个厚度可忽略不计的挡板,挡板左侧磁场宽度为d。一质量恒为m,带电量恒为+q的粒子以初速度从O点沿水平方向射入匀强磁场,当粒子的速度方向偏转了30°时,刚好穿过挡板,已知粒子穿过挡板后,速度方向不变,大小变为原来的一半,当粒子继续在磁场中运动速度方向又偏转了30°时经过MN进入匀强电场区域,最后沿水平方向离开电场。(不计粒子的重力,磁场的左边界和电场的右边界均与MN平行,磁场和电场范围足够长,不计粒子穿过挡板所用的时间)求:
(1)磁场的宽度D
(2)磁感应强度B与电场强度E的比值
(3)粒子从射入磁场到离开电场的过程中,在竖直方向上升的高度H
(1)磁场的宽度D
(2)磁感应强度B与电场强度E的比值
(3)粒子从射入磁场到离开电场的过程中,在竖直方向上升的高度H
更新时间:2020-03-05 21:44:52
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【推荐1】如图所示是示波管的原理示意图。电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后,通过加速极板A上的小孔O1射出,沿中心线O1O2进入M、N间的偏转电场,O1O2与偏转电场方向垂直,偏转电场的电压为U2,经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场,然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点。已知平行金属极板M、N间距离为d,极板长度为L,极板的右端与荧光屏之间的距离为L′。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计。
(1)电子到达O1位置处的速度v0;
(2)求电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离y和P1点的速度v;
(3)若O1O2的延长线交于屏上O3点,电子最终打在屏上P2点,求P2点到O3点的距离偏转距离Y′。
(1)电子到达O1位置处的速度v0;
(2)求电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离y和P1点的速度v;
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【推荐2】如图所示,粒子源能不断产生多种比荷不同但电性相同的带电的粒子,带电粒子飘入电压为的加速电场(宽度为,带电粒子飘入加速电场的初速度可认为等于零),经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B两板间的电压为,两板的板长均为,间距为。不计带电粒子受到的重力,所有的带电粒子都能从A、B板间射出,不考虑带电粒子间的相互作用,设粒子的电荷量为,质量为(不同粒子的和可以不同),求:
(1)与的比值要满足什么条件?用和表示。
(2)利用给出的条件通过计算证明:比荷不同的带电粒子在全过程中的运动轨迹是重合的。
(3)利用给出的条件计算:粒子射出电场时的速度大小表达式。
(以上计算及结果均需要用题目中所给的字母表示)
(1)与的比值要满足什么条件?用和表示。
(2)利用给出的条件通过计算证明:比荷不同的带电粒子在全过程中的运动轨迹是重合的。
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【推荐3】如图所示,在平面直角坐标系xoy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的半有界匀强磁场,磁感应强度为B,虚线为平行于y轴的磁场左边界。一质量为m电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=2h处的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=4h的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向从Q点(图中未画出)射出磁场。不计粒子重力,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t;
(3)Q点的坐标。
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t;
(3)Q点的坐标。
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【推荐1】如图(a)所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器,两板间距D=2.5m,右侧有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1×10-6T,磁场区域足够长,宽度d=1m。在电容器两极板间加上随时间周期性变化的交变电压,电压大小为2.5V,如图(b)所示,其周期T=8×10-6s。现有一束带负电的粒子,在内源源不断地从M板的小孔处射入电容器内,粒子的初速度视为0,其荷质比C/kg,不计粒子重力,求:
(1)粒子在电容器中的加速度大小;
(2)时刻射入的粒子进入磁场后做圆周运动的轨道半径;
(3)若在磁场的右边界设置一屏幕,则时刻射入的粒子打在屏幕上的位置。
(1)粒子在电容器中的加速度大小;
(2)时刻射入的粒子进入磁场后做圆周运动的轨道半径;
(3)若在磁场的右边界设置一屏幕,则时刻射入的粒子打在屏幕上的位置。
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【推荐2】空间存在如图所示的相邻磁场,磁场I垂直纸面向内,磁感应强度为B,磁场II垂直纸面向外,宽度为。现让质量为m带电量为q的粒子以以水平速度v垂直磁场I射入磁场中,当粒子a从磁场II边缘C处射出时,速度也恰好水平。若让质量为2m、带电量为q的粒子b从a下方处水平射入磁场I中,最终粒子b也恰好从C处水平射出。已知粒子以在磁场I中运动的时间是磁场II中运动的时间的2倍,且,不计粒子重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求
(1)粒子a在磁场中运动的时间;
(2)粒子a、b的速度大小之比。
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【推荐3】如图所示坐标系,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子束1和质量为2m、电荷量为q的带电粒子束2从y轴上点以相同的初动能射出,速度方向沿x轴正方向。已知粒子束1经处进入磁场,并从坐标原点O处第一次射出磁场。不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子束2第一次射出磁场的位置的横坐标;
(3)若磁场的磁感应强度在到之间波动,要求粒子束1和2在第一次射出磁场时能够被完全分辨出,的值不超过多少。
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子束2第一次射出磁场的位置的横坐标;
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【推荐1】利用磁场和电场实现粒子偏转或聚焦是科学实验中广泛应用的技术。如图所示的坐标系xOy中,在第二象限内有一圆形匀强磁场区域,与x轴相切于点,磁场方向垂直于坐标平面向外;在、的区域内存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,电场区域的下边界如图中虚线所示,该边界与x轴分别交于点和点。位于P点的粒子源向磁场内发射质量为m、电荷量为q的大量正粒子,所有粒子发射时的速度大小均相等,速度方向在与x轴正向夹角为的范围内,所有粒子经过磁场后均沿x轴正向进入电场,然后能全部经过Q点。已知速度方向与x轴正向夹角为的粒子经过点,且从M点到Q点的轨迹全部在电场中,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。求
(1)粒子发射时的速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)速度方向与x轴正向夹角为120°的粒子从P点到Q点的时间;
(4)电场区域下边界满足的数学方程。
(1)粒子发射时的速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
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【推荐2】某质谱仪的工作原理如图甲所示.大量电荷量为、质量m的某种离子从A处飘入电压为U的加速电场,其初速度几乎为零,经过加速后从O点附近宽度为L的范围(O为该区域中点)垂直于下边界x轴进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上并全部被吸收。不考虑离子间的相互作用。
(1)若磁场分布在(未知)区域,欲使所有离子都能被位于x轴正半轴的照相底片MN吸收,求磁场区域的最小高度d;
(2)求离子在磁场中经过区域最窄处的宽度;
(3)如图乙所示,若磁场区域分布在区域,区域存在水平向右的匀强电场E,求从O处入射的离子被位于处、平行于x轴放置的照相底片PQ吸收时的位置坐标。
(1)若磁场分布在(未知)区域,欲使所有离子都能被位于x轴正半轴的照相底片MN吸收,求磁场区域的最小高度d;
(2)求离子在磁场中经过区域最窄处的宽度;
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【推荐3】如图所示,真空中的竖直平面内(纸面),水平直线MN上方存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小为E,直线MN的下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。直线MN上的O点处有一粒子发射装置,能发射出带负电的粒子,粒子以一定的初速度从O点射入磁场,速度方向与水平方向的夹角为,粒子经过MN上的P点(末画出)进入电场,粒子运动到O点正上方的Q点时速度方向水平向左。已知Q点到O点的距离为h,带电粒子的质量为m,电荷量为,不计重力。求:
(1)P点到O点的距离s;
(2)磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从O点运动到Q点的时间t。
(1)P点到O点的距离s;
(2)磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从O点运动到Q点的时间t。
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