如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区,对从边离开磁场的电子,下列判断正确的是( )
A.从a点离开的电子速度最小 |
B.从a点离开的电子在磁场中运动时间最长 |
C.从b点离开的电子运动半径最小 |
D.从b点离开的电子速度偏转角最小 |
如图所示,X1、X2,Y1、Y2,Z1、Z2分别表示导体板左、右,上、下,前、后六个侧面,将其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流I通过导体板时,在导体板的两侧面之间产生霍耳电压UH。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为。实验中导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变,下列说法正确的是
A.导体内自由电子只受洛伦兹力作用 |
B.UH存在于导体的Z1、Z2两面之间 |
C.单位体积内的自由电子数n越大,UH越小 |
D.通过测量UH,可用求得导体X1、X2两面间的电阻 |
半径为R的半圆形区域内充满匀强磁场,磁场方向与半圆形区域垂直。在半圆形的圆心O处持续射出垂直磁场方向的一定速率范围的电子,电子质量为m,电量为e,出射方向与半圆直径的夹角θ = 45°,如图(a)所示。控制电子速率,使其不能穿出半圆形的圆弧部分。
(1)在此条件下要使这些电子在磁场中达到的区域最大,请判断磁场的方向(按图说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(2)在答题纸(a)图上画出满足(1)条件下的电子经过的所有区域(并用斜线表示);
(3)若匀强磁场的磁感应强度为B,在满足(2)的条件下,求电子的速率范围;
(4)若在圆心O处持续射入一定速率范围的电子与半圆的直径的夹角θ可以在0°到180°范围连续可调,磁感应强度B随电子的最大速率变化而变化,要使这些电子在磁场中达到的区域最大,电子的出射方向与半圆直径的夹角应为多大?在答题纸(b)图上画出电子的速率v与磁感应强度B应满足的v—B图线,并在B轴上标识出最大速度vm时,对应的B值。
如图所示,左侧为粒子加速器,A中产生粒子的速度从0到某一很小值之间变化,粒子的质量为m,电荷量为q(q>0),经过电压U加速,穿过狭缝S1进入中间的速度选择器。选择器中的电场强度为E0,磁感应强度为B0。粒子穿过狭缝S2进入右侧的粒子偏转区,最后要求落到屏上的P点。已知偏转区宽度为L,P点离O点的距离为L/2,不计重力。
(1)求粒子刚进入狭缝S1时速度v1的大小(不计粒子在A中的速度);
(2)求粒子通过速度选择器刚进入狭缝S2时速度v2的大小;
(3)请你提出一种简单方案,使粒子在偏转区内从S2飞入恰好能打到屏上的P点。
要求:①在答卷图上的粒子偏转区内画出示意图(注意规范);②求出你所用方案中涉及到的一个最关键的物理量的大小。
如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为450且斜向上方. 现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点(图中未画出)进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450. 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大.求:
(1)C点的坐标
(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间
(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角(求出正切值即可)
如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计).则下列说法正确的是
A.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
D.若θ一定, v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0,假设细杆足够长,小球在运动过程中电荷量保持不变,杆上各处的动摩擦因数相同,则小球运动的速度v与时间t的关系图像可能是
带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦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 |
如图所示,在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板,其上有一小孔P,OP=0.5m.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水平射向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向外的一圆形磁场区域.且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上,粒子重力不计.
求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)圆形磁场区域的最小半径.
如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法正确的是( )
A.电子在磁场中运动的半径为L |
B.电子在磁场中运动的时间为 |
C.磁场的磁感应强度B= |
D.电子在磁场中做圆周运动的速度不变 |
如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大),一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入,则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为:(不计正、负电子间的相互作用力)( )
A.1: | B.2:1 | C.:1 | D.1:2 |
在现代科学实验室中,经常用磁场来控制带电粒子的运动。有这样一个仪器的内部结构简化如图:1、2两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面。一质量为m、电量为-q,重力不计的粒子,粒子以速度V平行于纸面射入1区,射入时速度与水平方向夹角θ=30 °。
(1)当1区磁感应强度大小B1=B0时,粒子从1区右边界射出时速度与竖直边界方向夹角为60°,求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t。
(2)若2区B2=B1=B0,求粒子在1区的最高点与2区的最低点之间的高度差h。
(3)若B1=B0,为使粒子能返回1区,求B2应满足的条件。