如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的
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如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上的O
1
处以大小不同的速度沿与O
1
A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t
0
;当速度为v
0
时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间为
。求:
⑴粒子的比荷
;
⑵磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d;
⑶速度为v
0
的粒子从O
1
到DD′所用的时间。
答案
(1)
(2)
(3)t=
解析
试题分析:解:(1)若速度小于某一值时粒子不能从BB
′
离开区域Ⅰ,只能从AA
′
边离开区域Ⅰ。则无论粒子速度大小,在区域Ⅰ中运动的时间相同。轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨迹)。
则粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的圆心角为φ
1
=300
o
由Bqv=
得:粒子做圆周运动的周期 T =
由
解得:
(2)速度为v
0
时粒子在区域I内的运动时间为
,设轨迹所对圆心角为φ
2
。
由
得:
所以其圆心在BB
′
上,穿出BB
′
时速度方向与BB
′
垂直,其轨迹如图所示,设轨道半径为R
由
得:
(3)区域I、Ⅱ宽度相同,则粒子在区域I、Ⅱ中运动时间均为
穿过中间无磁场区域的时间为t
′
=
则粒子从O
1
到DD′所用的时间t=
点评:带电粒子在匀强磁场中的运动是整个高中的重点,也是高考的必考的内容,粒子的运动过程的分析是解题的关键.
举一反三
如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场磁感应强度的大小为
B
.某种质量为
m
,电荷量
q
的带正电粒子从左边界上的
P
点以水平向右的初速度
v
进入磁场区域,该粒子的运动轨迹恰好与磁场右边界相切。重力的影响忽略不计。
(1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径和周期;
(2)求磁场左、右两边界之间的距离
L
;
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一束正离子垂直地射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向未发生任何偏转.如果让这些不偏转的离子再垂直进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分成几束.对这些进入后一磁场的不同轨迹的离子(不计重力),可得出结论:( )
A.它们的荷质比一定各不相同
B.它们的电量一定各不相同
C.它们的速度大小一定相同
D.它们的质量一定各不相同
题型:不详
难度:
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如图所示的装置可以将比荷不同的粒子分开,图中矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
, A处有一宽度为
的狭缝(宽度大小可调节),两种电性相同的粒子1和粒子2的质量分别是
和
(
>
),电量的大小均为
,都以相同的速度
从狭缝各处垂直于GA边且垂直于磁场射入磁场,结果都能落到GA边上,下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子1一定落在粒子2的左侧
C.粒子1落在
边上距狭缝右边缘的最远距离为
D.为使两种粒子落在
边上能完全分离,则狭缝的宽度应小于
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在一底边长为2L,θ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场. 现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响。
(1)粒子经电场加速射入磁场时的速度?
(2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(
Ra)沿着与+x成θ角方向释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn)。α粒子在y轴上的N点沿
方向飞离磁场,N点到O点的距离为L,已知OA间距离为
L,α粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m
0
,
(1)、写出镭核的衰变方程;
(2)、如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。
题型:不详
难度:
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