如图,在直角坐标系xoy中,点M(0,1)处不断向+y方向发射出大量质量为m、带电量为-q的粒子,粒子的初速度大小广泛分布于零到v0之间。已知这些粒子此后所经磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,所有粒子都以+x方向穿过b区域,都沿-y的方向通过点N(3,0)。(1)通过计算,求出符合要求的磁场范围的最小面积;(2)若其中速度为k1v0和k2v0的两个粒子同时到达N点(1>k1>k2>0),求二者发射的时间差。
如图11-12所示,由电容器和磁场组成一射线管,电容器极板长=5cm,两板间距d=5cm,两端加电压U=10V,电容器右侧有一宽度为=5cm弱磁场区域,其磁感应强度B=T,方向竖直向下,在磁场边界的右边s=10m处,放置一个标有坐标的屏,现有初速度m/s的负离子束从电容器中心水平向右入射(荷质比g==5×C/kg).若不加电压和磁场时,离子束恰打在坐标的原点上,那么加上电压和磁场后离子束应打在坐标纸上的哪个位置?(结果精确到0.1cm)
如图11-11(a)所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L="18.5" cm,两板间距d="3" cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=6.0×10-2 T,两板加上如图(b)所示的周期性变化的电压,带电时A板带正电.当t=0时,有一个质量m=1.0×10-12 kg,带电荷量q=1.0×10-6 C的粒子,以速度v="600" m/s,从距A板 2.5 cm处,沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间,若不计粒子的重力,取π=3.0,求: 1. 粒子在0~1×10-4 s内做怎样的运动?位移多大? 2. 带电粒子从射入到射出板间所用的时间.
图11-11
串列加速器是用来产生高能离子的装置.如图11-10中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势φ,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很小(可忽略)的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一个与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量m=2.0×10-26 kg,φ=7.5×105 V,B="0.5" T,n=2,元电荷e=1.6×10-19 C,求半径R.
电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图11-9所示.磁场方向垂直于圆面.磁场区的中心为O,半径为r.当不加磁场时,电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点.为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度θ,此时磁场的磁感应强度B应为多少?
如图11-8所示,在真空区域内,有宽度为L的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,MN、PQ为磁场的边界.质量为m、带电为-q的粒子,先后两次沿着与MN夹角为θ(0°<θ<90°)的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中,第一次粒子是经电压U1加速后射入磁场的,粒子刚好没能从PQ边界射出磁场;第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场的,粒子刚好能垂直于PQ射出磁场.(不计重力影响,粒子加速前的速度认为是零,U1、U2未知)1. 加速电压U1、U2的比值U1/U2为_____________;2.为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线射出PQ边界,可在磁场区域加一个匀强电场,则该电场的场强方向为___________________,大小为_____________.