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如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸...

如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小,不计粒子重力.

⑴求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.

⑵求时带电粒子的坐标.

⑶保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2,其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.

 

(1)1m (2)[3.41m,﹣1.41m] (3) 【解析】 试题 (1)带电粒子在匀强磁场中运动,洛仑兹力提供向心力, r =1m (2)带电粒子在磁场中运动的周期,s 在0~s过程中,粒子运动了,圆弧对应的圆心角, 在s ~s过程中,粒子又运动了,圆弧对应的圆心角, 轨迹如图a所示,根据几何关系可知, 横坐标:m 纵坐标:m 带电粒子的坐标为(3.41m,-1.41m) (3)施加B2=0.3T的匀强磁场与原磁场叠加后,如图b所示, ①当(n=0,1,2,…)时,s ②当(n=0,1,2,…)时, 粒子运动轨迹如图c所示,则粒子回到原点的时刻为, (n=0,1,2,…)
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回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T .一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:

(1)出射粒子的动能Em

(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0

(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件.

 

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如图表示磁流体发电机的原理:将一束等离子体以速度v喷射入磁感应强度为B的磁场中速度方向水平向里且垂直磁场,在磁场中有两块金属板AB,板间距离为d,金属板上会聚集电荷,产生电压,不计等离子体重力和电阻,以下说法正确的是  

A. 流过R的电流方向为从上向下

B. R上电压最终会稳定且等于Bdv

C. 其他条件不变,只增大磁感应强度,AB间电势差减小

D. 其他条件不变,只增大射入速度,AB间电势差减小

 

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2018年,我省加大环保督查力度,打响碧水蓝天保卫战.督查暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,测量管由绝缘材料制成,其长为L、直径为D,左右两端开口,在前后两个内侧面ac固定有金属板作为电极,匀强磁场方向竖直向下.污水(含有大量的正负离子)充满管口从左向右流经该测量管时,ac两端的电压为U,显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积).则

A.a侧电势比c侧电势低

B.污水中离子浓度越高,显示仪器的示数越大

C.污水流量QU成正比,与LD无关

D.匀强磁场的磁感应强度B=

 

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如图所示,空间中存在一水平方向的匀强电场和一水平方向的匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°角且处于竖直平面内。一质量为m、电荷量为+qq0)的小球套在绝缘杆上,给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动,电荷量保持不变。已知磁感应强度大小为B,电场强度大小为E,则以下说法中不正确的是( 

A.小球的初速度v0

B.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止

C.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止

D.若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为

 

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如图所示,空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和水平向左、场强为E的匀强电场。有一质量为m,电荷量大小为q的微粒垂直于磁场且以与水平方向成45°角的速度v做直线运动,重力加速度为g。则下列说法正确的是

A. 微粒可能做匀加速直线运动 B. 微粒可能只受两个力作用

C. 匀强磁场的磁感应强度B= D. 匀强电场的电场强度E=

 

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