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如图所示的xOy平面上,以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应...

如图所示的xOy平面上,以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应强度为B=2.0×10-3T的匀强磁场,其中M、N点距坐标原点O,磁场方向垂直纸面向里.坐标原点O处有一个粒子源,不断地向xOy平面发射比荷为=5×107 C/kg的带正电粒子,它们的速度大小都是v=1×105m/s,与x轴正方向的夹角分布在0~90°范围内.计算结果用π来表示

(1)求平行于x轴射入的粒子,出射点的位置及在磁场中的运动时间;

(2)求恰好从M点射出的粒子,从粒子源O发射时的速度与x轴正向的夹角;

(3)若粒子进入磁场前经加速使其动能增加为原来的2倍,仍从O点垂直磁场方向射入第一象限,求粒子在磁场中运动的时间t与射入时与x轴正向的夹角的关系.

 

(1)(2)450(3) 【解析】 试题(1)平行于x轴射入的粒子,轨迹如图所示,设出射点为P, 由得: 有几何关系可知:,,则为等腰直角三角形 ,;故P点坐标为(1m,1m), 运动时间为 (2)由几何关系可知:,,为等腰直角三角形 ,则 (3) 由,可知:,, 若粒子从M点出射时,为正三角形,圆心角,出射角; 若粒子从弧MN上射出时,弦长均为,圆心角均为,运动时间均为:, 故时: 若粒子从边OM出射时,如图,, 运动时间, 故时:
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如图所示,在xOy平面内,y≥0的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m,带电荷量为+q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以v射入,粒子的重力不计,求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置

 

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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I中,直径A2A4A1A3的夹角为60°,一质量为、带电荷量为的粒子以某一速度从I区的边缘点A2处沿与A2A330°角的方向射人磁场,再以垂直A2A4的方向经过圆心D进入区,最后再从A2处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求I区和区中磁感应强度B1B2的大小(忽略粒子重力)

 

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某兴趣小组查阅资料发现:1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为型超导体,主要是金属超导体,另一类称为型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体。型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而型超导体则不同,它允许磁场通过。现将一块长方体型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中,如图所示,该小组就以下问题进行分析讨论:

(1)超导体的内部________热能(填“产生”或“不产生”);

(2)超导体所受安培力_______其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力(填“等于”或“不等于”);

(3)超导体表面上两点的电势关系为_______(填“等于”或“大于或“小于”)。

 

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如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L,在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用),粒子的比荷为,发射速度大小都为v0,且满足。粒子发射方向与OC边的夹角为θ,对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是(    )

A. 粒子有可能打到A

B. θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最长

C. θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等

D. AC边界上只有一半区域有粒子射出

 

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两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。甲粒子垂直bc离开磁场,乙粒子垂直acd点离开磁场,不计粒子重力,则( )

A. 甲粒子带正电,乙粒子带负电

B. 甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的2

C. 甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2

D. 甲粒子在磁场中的运行时间与乙粒子相等

 

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