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1 简答题 · 18 分

如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为。现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小。

1 单选题 · 6 分

“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子的运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度B正比于

A

B

C

D

1 简答题 · 16 分

某装置用磁场控制带电粒子的运动,工作原理如图所示。装置的长为L,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为d。装置右端有一收集板,M、N、P为板上的三点,M位于轴线上,N、P分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内,质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成300角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。

(1) 求磁场区域的宽度h;

(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点,求粒子入射速度的最小变化量Δv;

(3)欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值。

1 简答题 · 21 分

如下图,在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场。求:

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m

(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围

(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

1 单选题 · 6 分

如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度点沿   直径方向射入磁场,经过时间从点射出磁场,成60°角。现将带电粒子的速度变为/3,仍从点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为

A

B2

C

D3

下一知识点 : 电子束的磁偏转原理及其应用
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