(12分)一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子,速度大

(12分)一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子,速度大

题型:不详难度:来源:
(12分)一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子,速度大小为v0方向与ad边夹角为30°,如图所示。已知粒子的电荷量为q,质量为m(重力不计)。

(1)若粒子带负电,且恰能从d点射出磁场,求v0的大小;  

 

 
(2)若粒子带正电,使粒子能从ab边射出磁场,求v0的取值范围以及在该范围内粒子在磁场中运动时间t的范围。
答案
(1) (2)
解析

试题分析:(1)由图可知:   据     则    
(2)当v0最大时:  得R1 =" L"                      
当v0最小值:          得          

        
带电粒子从ab边射出磁场,当速度为时,运动时间最短。 。    
速度为vmin时运动时间最长   
∴粒子运动时间t的范围
举一反三
(19分)如图所示的平面直角坐标系中,在y>0的区域存在匀强电场,场强沿y轴负方向,在y<0的区域存在匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,经过y轴上y=h处的点Pl时速率为vo,方向沿x轴正方向;然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场。不计粒子重力。

(1)求电场强度的大小;
(2)若粒子进人磁场后,接着经过了y轴上y=-2h处的P3点,求磁感应强度的大小;
(3)若只改变磁场的大小(仍为匀强磁场),让粒子仍从Pl经P2沿原路径进入磁场后,为了使粒子能再次通过P2点,求磁感应强度的大小满足的条件。
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(12分)如图所示,有一半径为r的圆形有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其周围对称放置带有中心孔a、b、c的三个相同的平行板电容器,三个电容器两板间距离均为d,接有相同的电压U,在D处有一静止的电子,质量为m,电荷量为e,释放后从a孔射入匀强磁场中,并先后穿过b、c孔再从a孔穿出回到D处,求:

(1)电子在匀强磁场中运动的轨道半径R;
(2)匀强磁场的磁感应强度B;
(3)电子从D出发到第一次回到D处所用的时间t。
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如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子先后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,又都恰好不从另一边界飞出,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两粒子之比是
D.A、B两粒子之比是
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(19分)如图所示,在xoy平面内,以O"(0,R)为圆心、R为半径的圆内有垂直平面向外的匀强磁场,x轴下方有垂直平面向里的匀强磁场,两区域磁感应强度大小相等。第四象限有一与x轴成45°角倾斜放置的挡板PQ,P、Q两点在坐标轴上,且OP两点间的距离大于2R,在圆形磁场的左侧0<y<2R的区间内,均匀分布着质量为m、电荷量为+q的一簇带电粒子,当所有粒子均沿x轴正向以速度v射入圆形磁场区域时,粒子偏转后都从O点进人x轴下方磁场,结果有一半粒子能打在挡板上。不计粒子重力、不考虑粒子间相互作用力。求:

(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)挡板端点P的坐标;
(3)挡板上被粒子打中的区域长度。
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如图所示,在ab=bc的等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点.大量相同的带电粒子从a点以相同方向垂直磁场射入,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场.不计粒子重力,则从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间.与从d点和e点离开的粒子相比较
A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长
B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长
C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间
D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间

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