如图所示,在真空室内的P点,能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同。ab为P点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ=,当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在沿PC方向的匀强电场时,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)粒子的发射速率;
(2)仅有电场时PQ两点间的电势差;
(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。
(1)粒子的发射速率;
(2)仅有电场时PQ两点间的电势差;
(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。
更新时间:2020-03-09 19:58:37
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【推荐1】如图,为某粒子注入机的原理模型,在坐标系xOy平面内,质量为m,带电量为+q的离子以速度v0从A点进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,匀速圆周运动的圆心在A点正下方x轴上,离子从H点与y轴负方向成45射入第一象限,第一象限内有与离子速度方向垂直的匀强电场,使离子能垂直x轴射出电场。随后离子经过第四象限的圆形磁场,打到离圆形磁场最低点M为L处的足够长收集板上,离子重力及相互作用力不计,求:
(1)第二象限的磁场宽度d;
(2)电场强度E的大小;
(3)去掉电场,调整系统,使离子从k点与x轴正方向成30射入半径为,方向垂直纸面向外的圆形磁场内,磁感应强度大小变化范围为,吸收板上离子注入的宽度。
(1)第二象限的磁场宽度d;
(2)电场强度E的大小;
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【推荐2】利用电磁场改变电荷运动的路径,与光的传播、平移等效果相似,称为电子光学。如图所示,在xOy坐标平面上,第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场,其中第一、二象限向外,第四象限向里,磁感应强度大小均为B(未知)。在坐标点(0,)处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子,以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场,粒子在运动过程中恰好不再返回电场,忽略粒子重力。求:
(1)粒子第一次进入磁场时的速度v;
(2)磁感应强度B的大小。
(1)粒子第一次进入磁场时的速度v;
(2)磁感应强度B的大小。
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【推荐3】如图所示,在直角平面坐标系xOy的第二象限中有沿+x方向的匀强电场,质量为m,电荷量为q的粒子第一次从M(﹣d,0)点以初速度垂直x轴进入匀强电场,经过N(0,2d)点后飞离匀强电场,此时撤去匀强电场,在x轴上放置一点电荷(大小未知),粒子从N开始做匀速圆周运动,从x轴上的A点(图中未画出)沿﹣y方向离开第一象限。第二次从M点释放一个相同的粒子,重复第一次的运动从N点飞离,此时撤去匀强电场,在第一象限内放置另一点电荷,粒子做匀速圆周运动一段时间后撤去,最后粒子从x轴上的B点(图中未画出)离开第一象限,粒子在B点的速度方向指向右下方,与﹣y方向夹角为30°。已知静电力常量为k,不计粒子的重力及其他阻力,求:
(1)粒子从N点飞离时速度v的大小和方向;
(2)x轴上点电荷的电性和电荷量大小;
(3)第二次粒子从x轴离开位置B点的横坐标。
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【推荐1】如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的某区域内有电场强度大小E=3.2×104 N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2m。一质量m=4.0×10-25 kg、电荷量q=-2.0×10-17 C的带电粒子从P点以速度v=4.0×106 m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,试讨论电场强度的大小E′与电场左边界的横坐标x′的函数关系。
(1)带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
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【推荐2】如图所示,建立平面直角坐标系xOy,在第一象限≤x≤10d区域Ⅰ中充满磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场。在第四象限0≤x≤10d区域Ⅱ中充满磁感应强度大小为kB(k为常数),方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴为两个不同磁场区域的分界线。t=0时刻,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子(不计粒子重力)从位于O点正上方的P点以的初速度沿x轴正方向进入磁场。
(1)粒子在区域Ⅰ中运动的半径;
(2)若OP=4d,k=1,求粒子出磁场的位置坐标;
(3)若k=3,为了使粒子不从左边界离开磁场,求OP的最大值。
(1)粒子在区域Ⅰ中运动的半径;
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【推荐3】如图所示,在0xa的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,在xa的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场,它们的磁感应强度均为B0,磁场边界与x轴交于P点。一质量为m,电荷量为q(q0)的粒子沿x轴从原点O水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时,粒子在磁场中运动的时间都相等,不计重力:
(1)求速度v0的大小;
(2)若粒子射入速度的大小为2v0,求粒子两次经过边界到P点距离的比值;(结果可带根号)
(3)若调节区域II磁场的磁感应强度大小为λB0,使粒子以速度nv0(n1)从O点沿x轴射入时,粒子均从O点射出磁场,求n与λ满足的关系。
(1)求速度v0的大小;
(2)若粒子射入速度的大小为2v0,求粒子两次经过边界到P点距离的比值;(结果可带根号)
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【推荐1】空间存在两个垂直于平面的匀强磁场,y轴为两磁场的边界,磁感应强度分别为、。甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场,速度均为v。甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q,其轨迹如图所示。甲经过Q时,乙也恰好同时经过该点。已知甲的质量为m,电荷量为q。不考虑粒子间的相互作用和重力影响。求:
(1)Q到O的距离d;
(2)甲两次经过P点的时间间隔;
(3)乙的比荷可能的最小值。
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【推荐2】如图所示,矩形区域ABCD内存在E=100N/C的匀强电场,方向水平向右,半径R=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场B1,EF为圆O的竖直直径,A、D、E和B、C、F各处于同一条水平线上,AD=0.02m,挡板DE=0.12m,可以吸收打在上面的粒子,DE上方有一垂直纸面向里的匀强磁场B2。荧光板DG与DE成θ=60°角,当有粒子打到DG上时,荧光板会发出荧光。电场左边界AB为粒子发射源,能均匀发出大量初速度为0的粒子,粒子的比荷为C/kg,经电场加速后射入B1,并全部能经过E点射入磁场B2。整个装置竖直,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,求:
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=T,挡板DG上最远的发光点离D的距离;
(3)设粒子在B2中做匀速圆周运动的周期为T,若从E点射入B2的所有粒子中,能打到DG上的粒子在B2中运动的最长时间为,则B2和T的大小各为多少?
(4)B2取(3)中的值,在B2中运动时间最短的粒子是AB上离A点多远的位置发出的?
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=T,挡板DG上最远的发光点离D的距离;
(3)设粒子在B2中做匀速圆周运动的周期为T,若从E点射入B2的所有粒子中,能打到DG上的粒子在B2中运动的最长时间为,则B2和T的大小各为多少?
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【推荐3】如图所示,轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场,II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场,III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场,II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点(-L,y)以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发,先后经O点(0,0)、M点(L,0)到达N点(L,-L),N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了,不计粒子的重力,回答下面问题。
(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量;
(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点,则粒子运动的时间为多少?
(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少?
(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量;
(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点,则粒子运动的时间为多少?
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