如图所示,一个带正电荷的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失。先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来。后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来。则以下说法中正确的是( )
A.D′点一定与D点重合 | B.D′点一定在D点左侧 |
C.D″点一定与D点重合 | D.D″点一定在D点右侧 |
如图所示,在区域足够大的空间中充满磁感应强度大小为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L的等边三角形框架DEF,DE中点S处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE边向下如图(a)所示,发射粒子的电量为+q质量为m,但速度v有各种不同的数值。若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边,试求:
(1)带电粒子的速度v为多大时能够不与框架碰撞打到E点?
(2)为使S点发出的粒子最终又回到S点,且运动时间最短,v应为多大?最短时间为多少?
(3)若磁场是半径为a的圆柱形区域如图(b)所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线通过等边三角形的中心O,且,要使S点发出的粒子最终又回到S点带电粒子速度v的大小应取哪些数值?
如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球。整个装置水平匀速向右运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端口飞出,则从进入磁场到小球飞出端口前的过程中( )
A.小球带正电荷 | B.小球做类平抛运动 |
C.洛仑兹力对小球做正功 | D.管壁的弹力对小球做正功 |
如图所示,在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处,水平向左发射一个速率为v0,质量为、电荷为的带正电的粒子(不考虑粒子重力)。
(1)若在绝缘板上方加一电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场,求带电粒子打到板上距P点的水平距离(已知);
(2)若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面,磁感应强度的匀强磁场,求:①带电粒子在磁场中运动半径;②若O点为粒子发射源,能够在纸面内向各个方向发射带电粒子(不考虑粒子间的相互作用),求发射出的粒子打到板上的最短时间。
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子的重力,求:
(1)M、N两点间的电势差UMN;
(2)粒子从M点运动到P点的总时间t。
如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于平面向里,一带正电的粒子(不计重力)从O点沿轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经时间从P点射出。
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出,求粒子运动加速度的大小;
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,改变粒子进入磁场的速度,使得带电粒子在磁场的圆周运动的轨道半径为,求粒子在磁场中运动的时间。(注:(2)、(3)两问结果均用R、表示)
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一质量为m的带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v垂直射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B.v以及P到O的距离L,不计重力,求:
(1)该带电粒子的电性
(2)此粒子的电荷量.
如图,在空间中有一坐标系xoy,其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界,区域I中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外;区域II中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内,边界上的P点坐标为(4L,3L)。一质量为m,电荷量为q的带正粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I,经过一段时间后,粒子恰好经过原点O,忽略粒子重力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)粒子从P点运动到O点的时间至少为多少?
(2)粒子的速度大小可能是多少?
如图所示,在xOy平面内y>0的区域内分布着沿y轴负方向的匀强电场,在x轴下方有一边界平行的条形匀强磁场区域,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外,磁场区域的上边界与x轴重合。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上的P点以初速度v0沿x轴正向射出,然后从x轴上的Q点射入磁场区域。已知OP=h,OQ=,粒子的重力忽略不计。求:
(1)粒子从x轴上的Q点射入磁场区域时的速度大小v ;
(2)若粒子未从磁场区域的下边界穿出,求条形磁场区域的最小宽度d0 ;
(3)若粒子恰好没从磁场区域的下边界穿出,求粒子从P点射入电场区域到经过磁场区域后返回x轴的时间t。
如图所示,直线MN上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,现有一质量为m、带电荷量为+q的粒子在纸面内以某一速度从A点射入,其方向与MN成30°角,A点到MN的垂直距离为d,带电粒子重力不计.若粒子进入磁场后再次从磁场中射出时恰好能回到A点,求:粒子在磁场中运动的时间t和粒子运动速度的大小v?
如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负离子(质量相同,电荷量相同,重力不计)分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为
如图所示,一束电子(电量为e)以速度υ垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是 ,穿透磁场的时间是 .
质量为m,电荷量为q的粒子,以初速度v垂直进入磁感应强度为B,宽度为L的匀强磁场区域,并从另一端出射,如图所示,不计粒子重力。求
(1)带电粒子运动的轨道半径R;
(2)带电粒子离开磁场时的偏转角的;
(3)带电粒子在磁场中的运动时间t。
如图所示,圆柱形区域的半径为R,在区域内有垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场;对称放置的三个相同的电容器,极板间距为d,极板电压为U,与磁场相切的极板,在切点处均有一小孔.一带电粒子,质量为m,带电荷量为+q,自某电容器极板上的M点由静止释放,M点在小孔a的正上方,若经过一段时间后,带电粒子又恰好返回M点,不计带电粒子所受重力,求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)U与B所满足的关系式;
(3)带电粒子由静止释放到再次返回M点所经历的时间.
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,如图为质谱仪原理示意图,现利用这种质谱仪对氢元素进行测量,氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电压为U的加速电场,加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,氢的三种同位素氕氘氚的电量之比为1:1:1,质量之比为1:2:3,它们最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线,下列判断正确的是
A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 |
B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚 |
C.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序为氚、氘、氕 |
D.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序为氕、氘、氚 |