组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在直边界磁场中运动
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解析
| 共计 39 道试题
1 . 中性粒子分析器是核聚变研究中的重要设备,通过对高能中性原子能量或动量的测量,可诊断曾与这些中性原子充分碰撞过的离子的性质。如图所示,为了测量某中性原子的动能,首先让中性原子电离,然后让电荷量为的离子经孔A与下边界成角入射到间距为d、电势差为U的平行有界匀强电场区域中,经过电场偏转后离开电场区域。不计离子的重力,不考虑相对论效应及场的边界效应。
(1)为保证离子不碰到上边界,入射离子的最大动能是多少?
(2)若该离子离开电场后,经无场区沿直线运动至孔P出射,已知孔P与下边界的垂直距离为h,孔A和孔P间平行于下边界的距离为l,试确定该离子刚进入电场时的动能;
(3)若在测量中发现,有动能均为、电荷量均为而质量分别为的三种离子均能从孔P出射,且。三种离子从孔P出射后自C点垂直CD边射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的矩形匀强磁场CDEFCDDEEF边上均装有不同的离子收集板(每块板只收集一种离子)。设CD边长为aDE边长为b,且,现要区分并收集这三种离子,则ab还应分别满足什么条件?
2022-11-11更新 | 1540次组卷 | 5卷引用:湖北省武汉市部分学校2022-2023学年高二上学期期末联考模拟演练物理试题(一)
2 . 如图所示,在平面直角坐标系xOy内有一直角三角形AOCAO边长OC边长,三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T,x轴下方有沿着y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E=100V/m。一质量为、电荷量大小为的带负电的粒子从y轴上的某点M由静止释放,粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出,不计粒子重力。
(1)求M点到O点的距离;
(2)改变粒子在y轴上的释放点,使粒子由N点静止释放后能沿垂直于直角三角形斜边的方向射出磁场,求N点到O点的距离;
(3)在(2)过程中,求粒子从N点由静止释放到射出磁场的运动时间。
3 . 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。y轴上有一个粒子源POP=L,从P点沿x轴正方向发射速度大小不同的带正电的粒子,不计粒子的重力。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,试求:
(1)通过O点的粒子速度的大小;
(2)速度大小为的粒子在磁场中运动的时间。
4 . 如图,直角坐标系xOy中,在第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场;在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为qq>0)的粒子从y轴上P点(0、h)以初速度v0垂直于y轴射入电场,再经x轴上的Q(2h,0)点进入磁场,粒子重力不计。
(1)求匀强电场的场强大小E
(2)要使粒子能够进入第三象限,求第四象限内磁感应强度B的大小范围;
(3)若第四象限内磁感应强度大小为,第三象限内磁感应强度大小为,且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的下边界MN(图中未画出),则要使粒子能够垂直边界MN飞出磁场,求L的值。
2022-02-18更新 | 1025次组卷 | 3卷引用:湖北省荆州中学2021-2022学年高二上学期期末物理试题
5 . 如图所示,在轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为,在平面内,从原点处与轴正方向成角(),以速率发射一个带正电的粒子(重力不计),则下列说法正确的是(  )
A.若一定,越大,则粒子在磁场中运动的时间越长
B.若一定,越大,则粒子在磁场中运动的角速度变大
C.若一定,越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
D.若一定,越大,则粒子离开磁场的位置距点越近
6 . 如图(a)所示,一个质量为,电荷量的带电粒子(重力忽略不计),从静止开始经电压加速后,沿两平行金属板的中线水平进入,恰好从下板右侧边缘飞出。已知平行板间存在垂直纸面向外的匀强磁场,金属板长,两板间距
(1)求粒子进入金属板间的速度大小
(2)求平行板间磁感应强度大小B
(3)如图(b)所示,撤去平行板间磁场,在平行板右侧宽为的区域内加上垂直纸面向里、磁感应强度的匀强磁场,给两平行板加上电压(上极板为正),为使粒子射入磁场后不从磁场右边界射出,求的最大值。
2022-01-19更新 | 203次组卷 | 1卷引用:湖北省黄冈市2021-2022学年高二上学期期末调研考物理试题
7 . 如图所示,虚线之间是匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为,磁场区域在竖直方向足够长,右侧有无限大的挡板,与挡板三者互相平行,间距均为。一电荷量为、质量为、初速度可忽略的粒子,经电压为的电场加速后,从靠近上板的位置沿水平方向进入两平行金属板间的偏转电场。平行金属板长度为、间距为,板间为电压由加速电压决定,且始终有。粒子离开偏转电场后若可以穿过匀强磁场,最后会打在竖直挡板上(重力忽略不计)。
(1)求粒子经过偏转电场后的侧移距离和速度偏转角的正切值;
(2)为使粒子不会由磁场右边界射出,加速电压最大值应为多少?
(3)若每隔一段时间就有一个粒子被加速,且加速电压缓慢增加至,求竖直挡板上被粒子打中区域的长度。(粒子在加速电场中运动时间极短且粒子间的相互作用忽略不计)
2021-11-14更新 | 1232次组卷 | 4卷引用:2022届湖北省新高考联考协作体高三上学期期末考试物理试题
8 . 如图所示,在直角坐标系xOy中,x≥0,y≥0范围内有两个匀强磁场区域I和II,磁场方向均垂直纸面向里,虚线 为它们的分界线,区域I的磁感应强度大小为B0,区域II的磁感应强度大小可调,P点为它们分界线上的某一点,已知OP=4L。质量为m,带电量为-q的粒子从O点沿+y轴方向射入磁场I中,速度大小为,不计粒子所受重力。求:
(1)粒子不会飞出第一象限,求粒子在区域II磁场中做圆周运动的半径大小应满足的条件;
(2)粒子在第一象限内运动的过程中,恰好能经过P点,求区域II磁场的磁感应强度大小的所有可能值。
2021-03-01更新 | 2265次组卷 | 4卷引用:湖北省襄阳市2019-2020学年高二上学期调研统一测试物理试题
9 . 如图所示,面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈导线的电阻线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt。电阻R两端并联一对平行金属板M、N,两板间距为d,N板有侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OAy轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从点Q(0,)垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限。求∶
(1)平行金属板M、N获得的电压U
(2)yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B
2020-05-10更新 | 393次组卷 | 3卷引用:湖北省咸宁市2018-2019学年高二下学期期末物理试题
10 . 如图所示,在0≤xd的一、四象限范围内分布着一个匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,在d<x≤2d的一、四象限范围内分布着一个匀强电场,方向沿x轴负方向。现将某质量为m、电荷量为q的正粒子从原点O处以斜向下且与x轴正方向成37°角的初速度v0垂直射入磁场,经过一段时间粒子从位置(d,0)离开磁场进入电场。若粒子恰好没有从x=2d的边界离开电场,不计粒子重力,求:(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)磁感应强度B
(2)电场强度E
(3)粒子恰好不离开电场的位置坐标。
共计 平均难度:一般