(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象
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(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象
题型:不详
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(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B
1
、B
2
的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
答案
(1)
;(2)
;
;(3)
解析
试题分析:轨迹如图:
(1)
(1分)
(1分)
(2)由图可知:
(1分)
(1分)
由
得 (1分)
(1分)
同理可得
(1分)
(3)由
得
(1分)
(1分)
(1分)
(2分)
举一反三
如图所示为圆柱形区域的横截面.在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时,穿过此区域的时间为t;若该区域加垂直该区域的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,带电粒子飞出此区域时,速度方向偏转了
,根据上述条件可求得的物理量为( )
A.带电粒子的初速度
B.带电粒子在磁场中运动的半径
C.带电粒子在磁场中运动的周期
D.带电粒子的比荷
题型:不详
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(16分)如图(a)所示,垂直于纸面向里的有界匀强磁场,MN是磁场的上边界,磁场宽度足够大,磁感应强度B
0
=1×10
-4
T.现有一比荷为
=2×10
11
C/kg的正离子以某一速度从P点水平向右射入磁场,已知P点到边界MN的垂直距离d=20cm,不计离子的重力,试求:
(1)若离子以速度v
1
=3×10
6
m/s水平射入磁场,求该离子从MN边界射出时的位置到P点的水平距离s;
(2)若要使离子不从MN边界射出磁场,求离子从P点水平射入的最大速度v
m
;
(3)若离子射入的速度满足第(2)问的条件,离子从P点射入时,再在该磁场区域加一个如图(b)所示的变化磁场(正方向与B
0
方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求该离子从P点射入到第一次回到P点所经历的时间t.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在平面坐标系xoy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)点以速度v
0
沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场.不计粒子重力,求:
(1)带电粒子进入磁场时的速度大小和方向。
(2)电场强度与磁感应强度大小之比
(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比
题型:不详
难度:
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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、负电子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( )
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶ 3
D.1∶1
题型:不详
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带电粒子在匀强磁场中运动,由于受到阻力作用,粒子的动能逐渐减小(带电荷量不变,重力忽略不计),轨道如图中曲线abc所示.则该粒子 ( )
A.带正电,运动方向a→b→c
B.带负电,运动方向c→b→a
C.带负电,运动方向a→b→c
D.带正电,运动方向c→b→a
题型:不详
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