如图所示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、III象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度v0沿x轴正方向射出。从A点射出的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹(轨迹与x轴的交点为OC的中点)从y轴上A′(0,-L)沿x轴正方向进入磁场。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。
(1)求电场强度E的大小;
(2)若匀强磁场的磁感应强度,求从A′点进入磁场的粒子返回到直线x=-2L时的位置坐标;
(3)在AC间还有哪些位置的粒子,经过电场后也能沿x轴正方向进入磁场。
如图所示,在倾角为30°的斜面OA左侧有一竖直档板,档板与斜面OA间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T,档板上有一小孔P,OP=0.6m,现有一质量m=4×10-20kg,带电量q=+2×10-14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平射进磁场区域.粒子重力不计.
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径是多少?
(2)通过调整粒子进入磁场的速度大小可以控制粒子打到斜面OA时的速度方向,现若要粒子垂直打到斜面OA上,则粒子进入磁场的速度该调整为多少?此情况下粒子打到斜面OA的时间又为多少?
如图所示,一束电子以大小不同的速率从同一位置沿图示方向飞入横截面为一
正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中,下列判断正确的是
A.从b点离开的电子速度最大 |
B.从b点离开的电子在磁场中运动时间最长 |
C.从b点离开的电子速度偏转角最大 |
D.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹一定重合 |
如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场,粒子穿过此区域的时间为t,粒子飞出此区域时速度方向偏转60°角,根据上述条件可求下列物理量中的( )
A.带电粒子的比荷 |
B.带电粒子的初速度 |
C.带电粒子在磁场中运动的周期 |
D.带电粒子在磁场中运动的半径 |
如图所示,平行金属板长L,间距L,两板间存在向下的匀强电场E,一带电粒子(不计重力)沿两板中线以速度V0垂直射入电场,恰好从下板边缘P点射出平行金属板。若将匀强电场换成垂直纸面的匀强磁场,粒子仍然从同一点以同样的速度射入两板间,要粒子同样从P点射出,求
(1)所加匀强磁场的方向;
(2)所加匀强磁场的磁感应强度的大小B。
如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O以速度大小为v0射入磁场,其入射方向与x轴的正方向成30°角。当粒子第一次进入电场后,运动到电场中P点处时,方向与x轴正方向相同,P点坐标为〔()L,L〕。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)粒子运动到P点时速度的大小为v;
(2)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间t。
(12分)一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120º,质点所受重力不计,求:
(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间。
中心均开有小孔的金属板C、D与边长为d的正方形单匝金属线圈连接,正方形框内有垂直纸面的匀强磁场,大小随时间变化的关系为B=kt(k未知且k>0),E、F为磁场边界,且与C、D板平行。D板正下方分布磁场大小均为B0,方向如图所示的匀强磁场。区域Ⅰ的磁场宽度为d,区域Ⅱ的磁场宽度足够大。在C板小孔附近有质量为m、电量为q的正离子由静止开始加速后,经D板小孔垂直进入磁场区域Ⅰ,不计离子重力。
(1)如果粒子只是在Ⅰ区内运动而没有到达Ⅱ区,那么粒子的速度v满足什么条件?
(2)若改变正方形框内的磁感强度变化率k,离子可从距D板小孔为2d的点穿过E边界离开磁场,求正方形框内磁感强度的变化率k是多少?
空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 |
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 |
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同 |
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大 |
如图,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B。MM/和NN/是它的两条边界。现有质量为m,电量为e的电子沿图示方向垂直磁场射入,要使粒子不从边界NN’射出,电子入射速率的最大值是多少?
如图所示,在圆形区域内有方向垂直向里的匀强磁场.有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中
A.速度越大的,运动时间越长 |
B.运动时间越长的,其轨迹越长 |
C.速度越大的,速度的偏转角越小 |
D.所有质子在磁场中的运动时间相同 |
如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是:( )
A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是
C.A、B两粒子的之比是
D.A、B两粒子的之比是
(l0分)磁聚焦被广泛的应用在电真空器件中,如图所示,在坐标中存在有界的匀强聚焦磁场,方向垂直坐标平面向外,磁场边界PQ直线与x轴平行,距x轴的距离为,边界POQ的曲线方程为。且方程对称y轴,在坐标x轴上A处有一粒子源,向着不同方向射出大量质量均为m、电量均为q的带正电粒子,所有粒子的初速度大小相同均为v,粒子通过有界的匀强磁场后都会聚焦在x轴上的F点.已知A点坐标为(-a,0),F点坐标为(a,0).不计粒子所受重力和相互作用求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)粒子射入磁场时的速度方向与x轴的夹角为多大时,粒子在磁场中运动时间最长,最长对间为多少?
如图所示,在平面直角坐标系xoy中,第一象限内有一边长为L的等边三角形区域(其AO边与y轴重合、一个顶点位于坐标原点O),区域内分布着垂直纸面的匀强磁场;第二象限内分布着方向竖直向下的匀强电场。现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),以速度v垂直OC边从三角形OC边中点垂直射入磁场,并垂直y轴进入电场,最后从x轴上的某点离开电场,已知粒子飞出电场时,其速度方向OC边平行。求:
(1)粒子在磁场中运动的时间;
(2)匀强电场的场强大小。