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如图所示在某空间实验室中有两个靠在一起的有界匀强磁场,圆形磁场区域的磁感应强度B...

如图所示在某空间实验室中有两个靠在一起的有界匀强磁场,圆形磁场区域的磁感应强度B1=0.10T,磁场区域半径manfen5.com 满分网,圆心为O,磁场方向垂直纸面向里,右侧矩形磁场区域的磁感应强度B2=0.20T,磁场方向垂直纸面向外,磁场宽度d=0.5m.两区域的切点为C.今有质量为m=3.2×10-26kg、带电荷量q=1.6×10-19C的某种离子,从左侧区域边缘的A点以速度v=106m/s正对O点的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从矩形磁场区右侧穿出.试求该离子通过两磁场区域所用的时间.

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离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律、向心力公式及周期公式可求得离子的转动周期;由几何关系可求得通过两磁场区域所用的时间. 【解析】 离子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为R,圆周运动的周期为T,由牛顿第二定律有: qvB=m,又T=,联立解得R=,T=,将数据代入上式得: R1=2m,R2=1m; T1=1.257×10-5s, T2=6.28×10-6s 离子在磁场中的运动轨迹如图所示,由离子运动轨迹知tanθ==,则θ=30° sinα==,则α=30°则离子通过两磁场区域所用时间t=×2θ+×α 代入相关数据得t=2.62×10-6s; 答:该离子通过两磁场区域所用的时间为2.62×10-6s.
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考点分析:
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在真空中,半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在此区域外围空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场.一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外,以速度v进入外围磁场,已知带电粒子质量m=2×10-10kg,带电荷量q=+5×10-6 C,不计重力,磁感应强度B=1T,粒子运动速度v=5×103 m/s,圆形区域半径r=0.2m,求粒子第一次回到P点所需时间.(结果用π表示)

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一导体材料样品的体积为a×b×c,A'、C、A、C'为其四个侧面,如图所示.已知导体样品中载流子是自由电子,且单位体积中的自由电子数为n,电阻率为ρ,电子的电荷量为e.沿x方向通有电流I.
(1)导体A'、A两个侧面之间的电压大小为______,导体中自由电子定向移动的速率是______
(2)将该导体样品放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴正方向,则导体样品侧面C的电势______侧面C'的电势(填“高于”、“低于”或“等于”).
(3)在(2)中,达到稳定状态时,沿x方向电流仍为I,若测得C、C'两面的电势差为U,计算匀强磁场的磁感应强度.

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电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面.不加磁场时,电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧.现要使电子束偏转回到P点,可行的办法是( )
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A.增大加速电压
B.增加偏转磁场的磁感应强度
C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些
D.将圆形磁场的半径增大些
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A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷manfen5.com 满分网越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷manfen5.com 满分网越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子在磁场中运动的周期都不变
D.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子在磁场中运动的周期越小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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