如图所示,在xOy平面内,有一以O为圆心、R为半径的半圆形匀强磁场区域, 磁场方向垂直坐标平面向里,磁感应强度大小为B。位于O点的粒子源向第二象限内的 各个方向连续发射大量同种带电粒子,粒子均不会从磁场的圆弧边界射出。粒子的速率相等,质量为m、电荷量大小为q,粒子重力及粒子间的相互作用均不计。
(1)若粒子带负电,求粒子的速率应满足的条件及粒子在磁场中运动的最短时间;
(2)若粒子带正电,求粒子在磁场中能够经过区域的最大面积。
在半径为R的圆形区域内,存在垂直圆面的匀强磁场。圆边上的P处有一粒子源,不断沿垂直于磁场的各个方向,向磁场区发射速率均为v0的同种粒子,如图所示。现测得:当磁感应强度为B1时,粒子均从由P点开始弧长为πR的圆周范围内射出磁场;当磁感应强度为B2时,粒子则都从由P点开始弧长为πR的圆周范围内射出磁场。不计粒子的重力,则( )
A. 前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1∶r2=∶
B. 前、后两次粒子运动的轨迹半径比为r1∶r2=2∶3
C. 前、后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2=∶
D. 前、后两次磁感应强度的大小之比为B1∶B2=∶
如图所示,在边长为L的正方形区域abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度大小为B。从边ad的四等分点P处沿与ad边成45°角向磁场区域内射入速度大小不等的带电粒子,粒子的质量为m,电荷量为-q(q>0)。不计粒子重力,关于粒子的运动,下列说法正确的是
A. 可能有粒子从b点射出
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 速度v=的粒子从cd边射出磁场
D. 从bc边射出的粒子的运动轨道所对应的圆心角一定小于135°
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.已知粒子的比荷为,发射速度大小都为v0=.设粒子发射方向与OC边的夹角为θ,不计粒子间相互作用及重力.对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是 ( )
A.当θ=450时,粒子将从AC边射出
B.所有从OA边射出的粒子在磁场中运动时间相等
C.随着θ角的增大,粒子在磁场中运动的时间先变大后变小
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
如图为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D型金属盒,置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中,并与高频交流电源相连.带电粒子在D型盒中心附近由静止释放,忽略带电粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应.欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍,下列措施可行的是
A.仅将磁感应强度变为原来的2倍
B.仅将交流电源的电压变为原来的一半
C.仅将D型盒的半径变为原来的倍
D.仅将交流电源的周期变为原来的2倍
如图所示,虚线EF下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电微粒从距离EF为h的某处由静止开始做自由落体运动,从A点进入场区后,恰好做匀速圆周运动,然后从B点射出,C为圆弧的最低点,下面说法正确的有( )
A.从B点射出后,微粒能够再次回到A点
B.如果仅使h变大,微粒从A点进入场区后将仍做匀速圆周运动
C.如果仅使微粒的电荷量和质量加倍,微粒将仍沿原来的轨迹运动
D.若仅撤去电场E,微粒到达轨迹最低点时受到的洛伦兹力一定大于它的重力