(19分)如图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点2d(AG⊥AC)。不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内,求:⑴此离子在磁场中做圆周运动的半径r;⑵离子从D处运动到G处所需时间;⑶离子到达G处时的动能。
静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,并从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强磁场.静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;、,磁场方向垂直纸面向里;离子重力不计. (1)求加速电场的电压U; (2)若离子能最终打在QF上,求磁感应强度B的取值范围.
如图甲所示,粗糙水平面CD与光滑斜面DE平滑连接于D处;可视为质点的物块A、B紧靠一起静置于P点,某时刻A、B在足够大的内力作用下突然分离,此后A向左运动. 已知:斜面的高度H=1.2m;A、B质量分别为1kg和0.8kg,且它们与CD段的动摩擦因数相同;A向左运动的速度平方与位移大小关系如图乙;重力加速度g取10m/s2. (1)求A、B与CD段的动摩擦因数; (2)求A、B分离时B的速度大小vB; (3)要使B能追上A,试讨论P、D两点间距x的取值范围.
如图,从阴极K发射的热电子,重力和初速均不计,通过加速电场后,沿图示虚线垂直射入匀强磁场区,磁场区域足够长,宽度为L=2.5cm。已知加速电压为U=182V,磁感应强度B=9.1×10-4T,电子的电量,电子质量。求: (1)电子在磁场中的运动半径R (2)电子在磁场中运动的时间t(结果保留) (3)若加速电压大小可以改变,其他条件不变,为使电子在磁场中的运动时间最长,加速电压U应满足什么条件?
如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求: (1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径; (2)该粒子在磁场中运动的时间; (3)该粒子射出磁场的位置坐标。
如图所示,通电金属杆ab质量m=12g,电阻R=1.5Ω,水平地放置在倾角θ=300的光滑金属导轨上。导轨宽度,导轨电阻、导轨与金属杆的接触电阻忽略不计,电源内阻r=0.5Ω。匀强磁场的方向竖直向上,磁感应强度B=0.2T。g=10若金属棒ab恰能保持静止,求: (1)金属杆ab受到的安培力大小; (2)电源的电动势大小E。