如题图所式,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,
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如题图所式,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,
题型:不详
难度:
来源:
如题图所式,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示。
粒子编号
质量
电荷量(q>0)
速度大小
1
m
2q
v
2
2m
-2q
2v
3
3m
-3q
3v
4
2m
2q
3v
5
2m
-q
v
由以上信息可知,从图中abc处进入的粒子对应表中的编号分别为
A.3,5,4 B.4,2,5
C.5,3,2 D.2,4,5
答案
D
解析
由
可知,半径公式
;
结合表格中数据可求得1-5各组粒子的半径之比依次为0.5:2:3:3:2,说明第一组正粒子的半径最小,由图可知故该粒子从MQ边界进入磁场逆时针运动.
由图a、b粒子进入磁场也是逆时针运动,则都为正电荷,而且a、b粒子的半径比为2:3,则a一定是第2组粒子,b是第4组粒子.c顺时针运动,都为负电荷,半径与a相等是第5组粒子.
本题看似比较复杂,但只要认真分析即可发现半径大小以及偏转方向的关系,则根据带电粒子圆周运动的性质可得出正确结果.
举一反三
如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴
与
垂直.a、b、c三个质子先后从
点沿垂直于磁场的方向摄入磁场,它们的速度大小相等,b的速度方向与
垂直,a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为
,且
.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点
,则下列说法中正确的有
A.三个质子从
运动到
的时间相等
B.三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在
轴上
C.若撤去附加磁场,a到达
连线上的位置距
点最近
D.附加磁场方向与原磁场方向相同
题型:不详
难度:
|
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(22分)在一个放射源水平放射出
、
和
三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。
(1)若要筛选出速率大于v
1
的
粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度d与B和v
1
的关系。
(2)若B=0.0034T,V
1
=0.1c(c是光速度),则可得d;
粒子的速率为0.001c,计算
和
射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出
去除
和
射线的方法。
(3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;
区间的
粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。
(4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的
粒子束在右侧聚焦且水平出射。
已知:电子质量
,
粒子质量
,电子电荷量
,
(
时)
题型:不详
难度:
|
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(18分)如图所示,
ABCD
是边长为
L
的正方形,在其中的适当区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。质量为
m
、电荷量为
q
的粒子以大小为
v
的速度垂直
BC
边从
C
点射入正方形区域,所经过的区域都有磁场,最后从
A
点射出磁场。不计粒子重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度
B
的大小?
(2)若完全相同的粒子以相同的速度从
BC
的中点
O
垂直
BC
边射入正方形区域,在到达
P
点前,所经过的区域没有磁场,从
P
点开始,所经过的区域都有磁场,最后从
A
点射出磁场。则
P
点到
BC
边的距离
x
=?
题型:不详
难度:
|
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(17分)如图所示,半径为r、圆心为O
1
的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O
2
、O
3
,O
1
、O
2
、O
3
在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v
0
从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O
3
射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O
3
射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′.
(2)导体棒的质量M.
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热.
(4)粒子从E点到F点所用的时间.
题型:不详
难度:
|
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两屏幕荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴,交点O为原点,如图所示。在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点出有一小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x周经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2︰5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响)。
题型:不详
难度:
|
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