如图甲所示,两平行金属板A、B的板长L=0.2m,板间距d=0.2m,两金属板间加如图乙所示的交变电压,并在两板间形成交变的匀强电场,忽略其边缘效应。在金属板右侧有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左右宽度D=0.4m,上下范围足够大,边界MN和PQ均与金属板垂直,匀强磁场的磁感应强度B=1×10-2 T.现从t=0开始,从两极板左侧的中点O处以每秒钟1000个的数量均匀连续地释放出某种正电荷粒子,这些粒子均以v0=2×105 m/s的速度沿两板间的中线OO′连续进入电场,已知带电粒子的比荷=1×108C/kg,粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计,在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变.求:
(1)t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)在0~1s内有多少个带电粒子能进入磁场;
(3)何时由O点进入的带电粒子在磁场中运动的时间最长?
如图所示,在xoy平面直角坐标系第一象限内分布有垂直向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.5×10-2T,在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线过y轴),极板间距d=0.4m,极板与左侧电路相连接。通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压。a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压。在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处有一粒子源S,沿x轴正方向连续射出比荷为,速度为vo=2.0×104m/s带正电的粒子,粒子经过y轴进入磁场后从x轴射出磁场(忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用)。
(1)当滑动头P在ab正中间时,求粒子射入磁场时速度的大小。
(2)当滑动头P在ab间某位置时,粒子射出极板的速度偏转角为,试写出粒子在磁场中运动的时间与的函数关系,并由此计算粒子在磁场中运动的最长时间。
如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为的圆环形光滑细玻璃管,环心在区域中心。一质量为、带电量为(>0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示,其中。设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略。
(1)在=0到这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小;
(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。试求到这段时间内:
①细管内涡旋电场的场强大小;
②电场力对小球做的功。
从粒子源不断发射相同的带电粒子,初速可忽略不计,这些粒子经电场加速后,从M孔以平行于MN方向进入一个边长为d的正方形的磁场区域MNQP,如图14所示,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,其中PQ的中点S开有小孔,外侧紧贴PQ放置一块荧光屏。当把加速电压调节为U时,这些粒子刚好经过孔S打在荧光屏上,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。请说明粒子的电性并求出粒子的比荷()
如图,一匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其边界是半径为R的圆.MN为圆的一直径.在M点有一粒子源可以在圆平面内向不同方向发射质量m、电量-q速度为v的 粒子,粒子重力不计,其运动轨迹半径大于R.
(1)求粒子在圆形磁场中运动的最长时间(答案中可包含某角度,需注明该角度的正弦或余弦 值);
(2)试证明:若粒子沿半径方向入射,则粒子一定沿半径方向射出磁场.
如图所示,一带电量为2.0×10=9C , 质量为1.8×10 –16Kg的粒子,在直线上一点O沿30o角方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,经历1.5×10- 6s后到达直线上另一点P.(重力不计)求:
粒子作圆周运动的周期;
磁感应强度B的大小;
若OP距离为0.1m,则粒子的运动速度多大?
如图所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R,今有一质量为m、带电荷量为+q的绝缘小球,以速度从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动,到C点后由于较小,故难运动到最高点.如果当其运动至C点时,忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,此时轨道弹力为零,且贴着轨道做匀速圆周运动,使其能运动到最高点,,求:
匀强电场的方向和强度;
磁场的方向和磁感应强度.
小球到达轨道的末端点D后,将做什么运动?
(供选学物理3-1的考生做)如图所示,质量为为m、电量为q的带电粒子,经电压为U加速,又经磁感应强度为B的匀强磁场后落到图中D点,求:
(1)带电粒子在A点垂直射入磁场区域时的速率v;
(2)A、D两点间的距离l。
如图所示,一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是多少?穿过磁场的时间是多少?