如下图所示,在空间有一直角坐标系xOy,直线OP与x轴正方向的夹角为30°,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线OP是它们的理想边界,OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力,不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ,质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后,恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)。试求:
(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(2)Q点到O点的距离。
如图所示,两个同心圆,半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m,带电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行, 不计粒子重力。
(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向夹角为60°,要想使该粒子经过磁场第一次通过A点,则初速度的大小是多少?
(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?
如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速率不同的同种带电粒子(重力不计且忽略粒子间的相互作用)从S点沿SP方向同时射入磁场。其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直;穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角,则粒子从S点分别到a、b所需时间之比为
A.1∶3 | B.4∶3 | C.3∶2 | D.1∶1 |
如图所示,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍,其他条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是( )
A.在b点 | B.在n、a之间某点 | C.a点 | D.在a、m之间某点 |
如图所示,绝缘轨道由弧形轨道和半径为R=0.16m的圆形轨道、水平轨道连接而成,处于竖直面内的匀强电场中,PQ左右两侧电场方向相反,其中左侧方向竖直向下,场强大小均为103V/m,不计一切摩擦。质量为m=0.1kg的带正电小球可看作质点)从弧形轨道某处由静止释放,恰好能通过圆形轨道最高点,小球带电荷量q="1." 0×10-3C,g取10m/s2。求:
(1)小球释放点的高度h
(2)若PQ右侧某一区域存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B=4×102T,小球通过圆形轨道后沿水平轨道运动到P点进入磁场,从竖直边界MN上的A点离开时速度方向与电场方向成30o,已知PQ、MN边界相距L=0.7m,求:
①小球从P到A经历的时间
②若满足条件的磁场区域为一矩形,求最小的矩形面积。
如图所示圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.a粒子速率最大 |
B.c粒子在磁场中运动的时间最长 |
C.c粒子速率最大 |
D.它们做圆周运动的周期 |
如图所示,真空中有方向垂直纸面向里的匀强磁场和方向沿x轴正方向的匀强电场,当质量为m的带电粒子以速度v沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动;若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过坐标为(L,2L)的b点;若撤去电场,只保留磁场,并在直角坐标系xOy的原点O处放置一粒子源,它能向各个方向发射质量均为m、速度均为v的带电粒子,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。求:
(1)只保留电场时,粒子从O点运动到b点,电场力所做的功W;
(2)只保留磁场时,粒子源发射的粒子从O点第一次运动到坐标为(0,2L)的a点所用的时间t。
如图所示,在直角区域aob内,有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子从o点沿纸面以相同速度射入磁场中,速度方向与边界ob成30°角,求正、负电子在磁场中运动的时间之比.
如图所示,在半径为R的圆形匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面向里,PQ为磁场圆的一直径。比荷相同不计重力的负离子a和b以相同速率,由P点在纸平面内分别与PQ夹和沿PQ射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,则下列说法正确的是( )
A.离子射出磁场时动能一定相等 |
B.离子射出磁场时速度一定不同 |
C.如果离子a从Q点射出磁场,则离子b在磁场中的运动半径为R |
D.如果离子b射出磁场时偏转角为900, 则离子a和b在磁场中的运动时间比为4:3 |
如图a、b、c为三个完全相同的带正电荷的油滴,在真空中从相同高度由静止下落到同一水平面,a下落中有水平匀强电场,b下落中有水平向里的匀强磁场,三油滴落地时间设为ta、tb、tc,落地时速度分别va、vb、vc,则( )
A.ta=tb=tc,va=vb=vc | B.ta=tb=tc,va>vb=vc |
C.tb>ta=tc,va=vb=vc | D.tb>ta=tc,va>vc=vb |
带电粒子的质量 m=1.7×10-27kg,电荷量 q=1.6×10-19C,以速度 v =3.2×106m/s 沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.17 T,磁场的宽度L=10 cm,如图所示。不计重力,求:
(1)带电粒子离开磁场时的偏转角θ多大?
(2)带电粒子在磁场中运动多长时间?
如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进人磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )
A.,正电荷 | B.,正电荷 | C.,负电荷 | D.,负电荷 |
如图,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,其轨迹经过G点;再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点.两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同.已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力.求:
(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间;
(2)点电荷b的速度大小.
带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛仑兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将( )
A.可能做直线运动 | B.可能做匀减速运动 |
C.一定做曲线运动 | D.可能做匀速圆周运动 |