“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理,挑选出具有所需速度的粒子的装置。右图是某粒子速度选择器的原理示意图,在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B
题型:不详难度:来源:
“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理,挑选出具有所需速度的粒子的装置。右图是某粒子速度选择器的原理示意图,在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场,方向平行于轴线。在圆柱形桶的某直径两端开有小孔,作为入射孔和出射孔,离子束以不同角度入射,先后有不同速度的离子束射出,现有一离子源发射的比荷为2×1011C/kg的阳离子,且粒子束中速度分布连续,当θ=45°时,出射粒子的速度v的大小是 ( )
A.×106m/s | B.2×106 m/s | C.2×108 m/s | D.4×106 m/s |
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答案
B |
解析
由题意知,粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动周期,由几何关系知r=R,又r=,解得v==2×106 m/s。 |
举一反三
如右图所示,距水平地面高度为3h处有一竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,从距地面4h高处的A点以初速度v0水平抛出一带电小球(可视作质点),带电小球电量为q,质量为m,若q、m、h、B满足关系式,则小球落点与抛出点A的水平位移S是 ( )
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(18分) 如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。求: (1)磁感应强度B的大小; (2)粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标; (3)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。
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一个质子在匀强磁场和匀强电场中运动时,动能保持不变,已知磁场方向水平向右,则质子的运动方向和电场方向可能是(质子的重力不计)( )A.质子向右运动,电场方向竖直向上 | B.质子向右运动,电场方向竖直向下 | C.质子向上运动,电场方向垂直纸面向里 | D.质子向上运动,电场方向垂直面向外 |
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如图所示,水平虚线L1.L2间的高度差h=5cm,L1的上方和L2的下方都存在垂直 纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,下方磁场的磁感应强度是上方的倍,一带 电微粒正好能在竖直平面内沿图中轨迹做周期性运动,在两磁场中的轨迹是半圆.当运动到 轨迹最低点时,如果撤去电场,微粒将做匀速直线运动.取g=10m/s2.
小题1:说出微粒的绕行方向; 小题2:分别求出微粒在两磁场中的速度大小; |
如图所示,一条长为L的绝缘细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于水平方向的匀强电场中,电场强度为E,已知当细线与竖直方向的夹角为α时,小球处于平衡位置A点,问在平衡位置给小球多大的速度vA,刚好能使之在电场中作竖直平面内的完整圆周运动?
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