- 带电粒子在混合场中的运动
- 共247题
21.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。正、负离子由静止经过电压U的直线加速度加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示的直角坐标系中,
在直线到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场方向沿
轴负方向,x轴下方的屯场方向沿y轴正方向。在电场左边界上
到
区域内,连续分布着带正电的电荷量为
、质量为m的粒子。从某时刻起由
点到C点间的粒子,依次连续以相同的速度
沿x轴正方向射入电场。若从
点射入的粒子,恰好从
轴上的
沿
轴正方向射出电场,其轨迹如图(不计粒子的重力及它们间的相互作用)。求:
(1)匀强电场的电场强度
(2)在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向运动?
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示,纸面内有一直角坐标系xOy,在第一、二象限y≤p的区域内分别存存垂直于纸面的匀强磁场B1、B2,方向相反,在第三象限有一速度选择器,a、b板与x轴垂直,板间匀强电场E和匀强磁场B0相互垂直。现有一质量为m、电荷量大小为q的粒子能够沿直线通过速度选择器,垂直于x轴射入磁场B1,最终从第一象限y=p上的某点垂直射出磁场B2,已知粒子始终在纸面内运动,且每次均垂直越过y轴进入磁场,不计粒子重力。
(1)求粒子的电性以及进入磁场B1时的速度;
(2)写出p的表达式;
(3)用p、E、B0表示粒子在磁场中运动的时间。
正确答案
(1)粒子在速度选择器中根据受力平衡得
解得:
因为粒子能够从磁场进入磁场
,根据左手定则可判断粒子带正电
(2)由
得:
又
所以:
(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期
,在磁场
中做圆周运动的周期
粒子从第一象限的边界位置垂直射出磁场
,在两个磁场中分别经历
,
即:
解得:
解析
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知识点
19.如图所示,在粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电小环,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,小环由静止开始下滑,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
26.如下图甲所示,在以O为坐标原点的xOy平面内,存在着范围足够大的电场和磁场,一个带正电小球在0时刻以v0= 3gt0的初速度从O点沿+x方向(水平向右)射入该空间,在t0时刻该空间同时加上如下图乙所示的电场和磁场,其中电场方向竖直向上,场强大小,磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小
,已知小球的质量为m,带电量为q,时间单位为t0当地重力加速度为g,空气阻力不计.试求:
(1)t0末小球速度的大小;
(2)小球做圆周运动的周期T和12t0末小球速度的大小;
(3)在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图;
(4)30t0内小球距x轴的最大距离。
正确答案
解析
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知识点
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