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图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度...

图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里,图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧6ec8aac122bd4f6e所对应的圆心角为θ.不计重力.求

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(1)离子速度的大小;

(2)离子的质量.

 

(1)    (2) 【解析】本题考查牛顿第二定律及粒子在磁场中的运动等知识. (1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡,qvB0=qE0                                                                 ① 式中,v是离子运动速度的大小,E0是平行金属板之间的匀强电场的强度,因此有                                                     ② 由①②式得.                                     ③ (2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有                                                  ④ 式中,m和r分别是离子的质量和它做圆周运动的半径.由题设,离子从磁场分界上的点G穿出,离子运动的圆周的圆心O′必在过E点垂直于EF的直线上,且在EG的垂直平分线上(如图).由几何关系有r=Rtanα                                  ⑤ 式中,α是OO′与直径EF的夹角.由几何关系有2α+θ=π     ⑥ 联立③④⑤⑥式得,离子的质量为
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考点分析:
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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.

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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:

(1)正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图;(用尺和圆规规范作图)

(2)匀强磁场的磁感应强度B.(已知电子的质量为m,电荷量为e)

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如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则 N极板为________极板,此离子荷质比6ec8aac122bd4f6e=_____________.

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如图所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.P为屏上的一小孔,PC与MN垂直.一群质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内,且散开在与PC夹角为θ的范围内.则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为(    )

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A.6ec8aac122bd4f6e                         B.6ec8aac122bd4f6e

C.6ec8aac122bd4f6e             D.6ec8aac122bd4f6e

 

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如图是某离子速度选择器的示意图,在一半径为R=10 cm的圆柱形桶内有B=10-4 T的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔.离子束以不同角度入射,最后有不同速度的离子束射出.现有一离子源发射比荷为γ=2×1011 C/ kg的阳离子,粒子束中速度分布连续.当角θ=45°时,出射离子速度v的大小是 (    )

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A.6ec8aac122bd4f6e×106 m/s              B.26ec8aac122bd4f6e×106 m/s

C.26ec8aac122bd4f6e×108 m/s             D.46ec8aac122bd4f6e×106 m/s

 

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