- 带电粒子在混合场中的运动
- 共247题
25.如图所示,水平地面上有一辆小车,车上固定一个竖直光滑绝缘管,管的底部有一质量、电荷量
C的带正电小球,小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面
的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度
的匀强磁场,
面的上方还存在着竖直向上、场强
=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度
=5T的匀强磁场,现让小车始终保持
=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过磁场的边界
为计时的起点,测得小球在管内运动的这段时间为
=
,
取10/
,不计空气阻力。
(1)求小球进入磁场时的加速度
的大小。
(2)求小球离开管口时的速度的大小。
(3)若小球离开管口后,求该小球离开MN平面的最大距离是多少?
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
25.如图所示的直角坐标系中,从直线到
轴区域存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中
轴上方的电场方向沿
轴负方向,
轴下方的电场方向沿
轴正方向。在电场左边界从A(
,
)点到C(
,0)点的区域内,连续分布着电量为
、质量为
的粒子。从某时刻起,A点到C点间的粒子依次连续以相同速度
沿
轴正方向射入电场。从A点射入的粒子恰好从
轴上的
(0,
)点沿
轴正方向射出电场,其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。
(1)求从AC间入射的粒子穿越电场区域的时间t和匀强电场的电场强度E的大小;
(2)求在A、C间还有哪些坐标位置的粒子,通过电场后也能沿轴正方向运动?
(3)为便于收集沿轴正方向射出电场的所有粒子,若以直线
上的某点为圆心的圆形区域内,设计分布垂直于
平面向里的匀强磁场,使得沿
轴正方向射出电场的粒子经磁场偏转后,都能通过直线
与圆形磁场边界的一个交点。则磁场区域的最小半径是多大?相应的磁感应强度B是多大?
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,在y轴右侧整个空间有无限大匀强电场区域,电场强度,在直线x=-1 m与y轴之间有一匀强磁场区域,磁感应强度为B=0.5T,直线x=-1m为磁场左边界,y轴为磁场右边界。质量
、电荷量
的带电粒子从电场中由静止释放,经电场加速后进入磁场继续运动,粒子重力不计.求:
(l)释放点坐标为(0.25, 0.25)时,粒子进入磁场中运动的轨道半径:
(2)为使粒子能从左边界穿出磁场区域,释放点的坐标应满足的条件:
(3)若粒子经电场、磁场后能通过P(-2, 0)点,释放点的坐标应满足的条件。
正确答案
解析
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知识点
21.如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁场方向垂直于纸面、磁感应强度大小随时间变化情况如图丙所示.在t=l s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2 s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的时间小于1 s.不计粒子重力及空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
25.如图(甲)所示,在xoy平面内有足够大的匀强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40 N/C.在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场,磁感应强度B1随时间t变化规律如图(乙)所示,15π s后磁场消失,选定磁场垂直向里为正方向.在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3 m的圆形区域(图中未画出),且圆的左侧与y轴相切,磁感应强度B2=0.8 T.t=0时刻,一质量m=8×10-4 kg、电荷量q=2×10-4 C的微粒从x轴上xP=-0.8 m处的P点以速度v=0.12 m/s向x轴正方向入射.(计算结果保留二位有效数字)
(1)求微粒在第二象限运动过程中离y轴、x轴的最大距离.
(2)若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时,速度方向的偏转角度最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x、y).
(3)若微粒以最大偏转角穿过磁场后,击中x轴上的M点,求微粒从射入圆形磁场到击中M点的运动时间t.
正确答案
解析
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知识点
18.如图所示,在粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带正电小球,整个装置处在有水平匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中,关于描述小球运动的v-t图像中正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
24.如图所示,在xOy平面内,离子源A产生的初速为零的同种带正电离子,质量m=1.0×10-20kg、带电量q=1.0×10-10C。离子经加速电场加速后匀速通过准直管并从C点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场,且粒子在O点时的速度大小为v=2.0×106m/s,方向与x轴成30°角斜向上。在y轴右侧有一个圆心位于x轴,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=0.01T,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于坐标x0=0.04m处。已知NC之间的距离d=0.02m,粒子重力不计。试求:
(1)偏转电场间电场强度的大小;
(2)粒子在圆形磁场区域的运动时间;
(3)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为(0.01m,+),由于磁场位置的不同,导致粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上点的纵坐标的范围。
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,宽度一定,长度足够长的虚线框区域内存在场强为的匀强电场。一正离子以初速度
垂直于电场方向水平向右射入电场,射出时离子的速度偏离入射方向的夹角为
。撤去电场,在虚线框区域内加入方向垂直纸面向外的匀强磁场,正离子入射的初速度大小、方向保持不变,该离子从磁场中射出后其速度的偏转角也为
。不计离子重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)离子穿过电场和磁场所用的时间比。
正确答案
略
解析
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知识点
25. 如图所示,在y轴右上方有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外在x轴的下方有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一铅板放置在y轴处且与纸面垂直.现有一质量为m、带电量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直与铅板的方向从A处,而后从x轴的D处以与x轴正方向夹角为60º的方向进入电场和磁场重叠的区域,最后到达y轴上的C点.已知OD长为L,不计粒子重力,粒子穿过铅板后质量和带电量不变。求:
(1)粒子经过铅板时损失的动能;
(2)粒子到达C点时速度的大小.
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
25.在xOy平面内,x>0的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.4 T;x<0的区域存在沿x轴正方向的匀强电场.现有一质量为m=4.0×10-9 kg, 带电荷量q=2.0×10-7 C的正粒子从x轴正方向上的M点以速度v0=20 m/s进入磁场,如图11-10所示,v0与x轴正方向的夹角θ =45°,M点与O点相距为l= m.已知粒子能以沿着y轴负方向的速度垂直穿过x轴负半轴上的N点,不计粒子重力。求:
(1)粒子穿过y轴正半轴的位置以及此时速度与y轴负方向的夹角;
(2)x<0区域电场的场强;
(3)试问粒子能否经过坐标原点O?若不能,请说明原因,若能,请求出粒子从M点运动到O点所经历的时间。
正确答案
解析
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知识点
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