如图所示,半径为r的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.半圆的左边分别有两平行金属网M和金属板 N,M､ N两板所接电压为U,板间距离为d

题型：不详难度：来源：

如图所示,半径为r的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.半圆的左边分别有两平行金属网M和金属板 N,M､ N两板所接电压为U,板间距离为d.现有一群质量为m､电荷量为q的带电粒子(不计重力)由静止开始从金属板 N上各处开始加速,最后均穿过磁场右边线PQ.求这些粒子到达磁场右边线PQ的最长时间和最短时间差.

答案

解析

设带电粒子到达磁场边界的最短时间为t₁,最长时间为t₂,带电粒子进入磁场中的速度为v,由题意可判断,带电粒子沿磁场上､下两边缘运动的时间最短即等于在电场中运动的时间,即

;带电粒子向着磁场的圆心射入的粒子运动时间最长等于在电场中运动的时间和在磁场中运动时间之和,即t₂=t_电+t_磁
由动能定理得Uq=mv²/2
解得:

设带电粒子在磁场中运动的半径为R,则由
qvB=mv²/R
得:

设带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为θ,由几何知识得sinθ=r/R

带电粒子在磁场中运动时间t_磁为
t_磁=θm/Bq=

所以时间差

举一反三

如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,则正、负离子在磁场运动过程中,下列判断错误的是( )

A．运动的轨道半径相同

B．重新回到磁场边界时速度的大小和方向都相同

C．运动的时间相同

D．重新回到磁场边界的位置与O点距离相等

题型：不详难度：| 查看答案

电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d有平行边界的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电荷量为e)、

题型：不详难度：| 查看答案

（10分）在真空中，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场．一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外，以速度v₀进入外围磁场，已知带电粒子质量m＝2×10^－10kg，带电荷量q＝＋5×10^{－6 C}，不计重力，磁感应强度B＝1 T，粒子运动速度v₀＝5×10³ m/s，圆形区域半径r＝0.2 m，求粒子第一次回到P点所需时间．(结果用π表示)

题型：不详难度：| 查看答案

(8分)如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据求:带电粒子的比荷及带电粒子在磁场中运动的周期

题型：不详难度：| 查看答案

如图，在x＞0，y＞0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为B，现有四个质量为m，电荷量为q的带电粒子，由x轴上的P点以不同初速度平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力影响，则（）

A．初速度最大的粒子是沿①方向出射的粒子

B．初速度最大的粒子是沿②方向出射的粒子

C．在磁场中运动经历时间最长的是沿③方向出射的粒子

D．在磁场中运动经历时间最长的是沿④方向出射的粒子

题型：不详难度：| 查看答案