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如图所示,在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,坐...

如图所示,在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,坐标原点O有一放射源,可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为 Kg/C的正离子,这些离子速率分别在从0到最大值vm=2×106 m/s的范围内,不计离子之间的相互作用

(1)求离子打到y轴上的范围

(2)若在某时刻沿方向放射各种速率的离子,求经过时这些离子所在位置构成的曲线方程

(3)若从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子,求经过s时已进入磁场的离子可能出现的区域面积

 

(1)范围为0到2m(2) (3) 【解析】 (1)离子进入磁场中做圆周运动的最大半径为R 由牛顿第二定律得: 解得: 由几何关系知,离子打到轴上的范围为0到2m (2)离子在磁场中运动的周期为T, 则 t时刻时,这些离子轨迹所对应的圆心角为θ 则 这些离子构成的曲线如图1所示,并令某一离子在此时刻的坐标为(,) (3)将第(2)问中图2中的OA段从沿轴方向顺时针方向旋转,在轴上找一点C,以R为半径作圆弧,相交于B,则两圆弧及轴所围成的面积即为在向轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在时已进入磁场的离子所在区域. 由几何关系可求得此面积为: 则:
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考点分析:
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如图所示,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角θ45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当MN两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求:

1)两板间电压的最大值Um

2CD板上可能被粒子打中区域的长度s

3)粒子在磁场中运动的最长时间tm

 

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一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸而向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad宽为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒亍,速度大小为v方向与ad边夹角为30°,如图所示.已知粒子的电荷量为q,质量为m(重力不计).

求:(1)若拉子带负电,且恰能从d点射出磁场,v的大小

(2)若粒子带正电,使粒子能从ab边射出磁场,求拉子从ab边穿出的最短时间

 

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在一个边界为等边三角形的区域内,存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在磁场边界上的P点有一个粒子源,发出比荷相同的三个粒子abc(不计重力)沿同一方向进入磁场,三个粒子通过磁场的轨迹如图所示,用tatbtc分别表示abc通过磁场的时间;用rarbrc分别表示abc在磁场中的运动半径,则下列判断正确的是( )

A.ta=tbtc B.tctbta

C.rbrarc D.rcrbra

 

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平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为qq>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A. B. C. D.

 

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如图所示,宽度为d的匀强有界磁场,磁感应强度为BMNPQ是磁场左右的两条边界线,现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中,θ=45o,要使粒子不能从右边界PQ射出,求粒子入射速率的最大值为多少?

 

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