如图所示,在xOy平面内,以为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直平面向里的匀强磁场,x轴下方有一直线ab,ab与x轴相距为d,x轴与直线ab间区域有平行于y轴的匀强电场E,在ab的下方有一平行于x轴的感光板MN,ab与MN间区域有垂直于纸平面向外的匀强磁场,在的区域内,质量为m的电子从圆形区域左侧的任何位置沿x轴正方向以速度射入圆形区域,经过磁场B1偏转后都经过O点,然后进入x轴下方,已知x轴与直线ab间匀强电场场强大小,ab与MN间磁场磁感应强度,不计电子重力.
(1)求圆形区域内磁场磁感应强度B1的大小?
(2)若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板MN上,MN与ab板间的最小距离是多大?
(3)若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板MN上,MN与ab板间的最大距离是多大?当MN与ab板间的距离最大时,电子从O点到MN板,运动时间最长是多少?
如图所示,x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,坐标原点处有一正离子源,单位时间在xOy平面内发射n0个速率为υ的离子,分布在y轴两侧各为θ的范围内.在x轴上放置长度为L的离子收集板,其右端点距坐标原点的距离为2L,当磁感应强度为B0时,沿y轴正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点.整个装置处于真空中,不计重力,不考虑离子间的碰撞,忽略离子间的相互作用.
(1)求离子的比荷;
(2)若发射的离子被收集板全部收集,求θ的最大值;
(3)假设离子到达x轴时沿x轴均匀分布.当θ=370,磁感应强度在B0 ≤B≤ 3B0的区间取不同值时,求单位时间内收集板收集到的离子数n与磁感应强度B之间的关系(不计离子在磁场中运动的时间)
某装置用磁场控制带电粒子的运动,工作原理如图所示.装置的长为 L,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为d.装置右端有一收集板,M、N、P为板上的三点,M位于轴线OO′上,N、P分别位于下方磁场的上、下边界上.在纸面内,质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成30°角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达P点.改变粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置.不计粒子的重力.
(1)求磁场区域的宽度h;
(2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点,求粒子入射速度的最小变化量Δv;
(3)欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值.
如图,在圆心为O的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场.边界上的一粒子源A,向磁场区域发射出质量为m、带电量为q(q>0)的粒子,其速度大小均为v,方向垂直于磁场且分布在AO右侧α角的范围内(α为锐角).磁场区域内的半径为 ,其左侧有与AO平行的接收屏,不计带电粒子所受重力和相互作用力.求:
(1)沿AO方向入射的粒子离开磁场时的方向与入射方向的夹角;
(2)接收屏上能接收到带电粒子区域的宽度.
如图所示,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2)若粒子对准圆心射入,且速率为,求它打到感光板上时速度的垂直分量.
在直角坐标系xOy平面内有一磁场边界圆,半径为R,圆心在坐标原点O,圆内充满垂直该平面的匀强磁场,紧靠圆的右侧固定放置与y轴平行的弹性挡板,如图所示。一个不计重力的带电粒子以速度v0从A点沿负y方向进入圆内,刚好能垂直打在挡板B点上,若该粒子在A点速度v0向右偏离y轴60°角进入圆内,粒子与档板相碰时间极短且无动能损失,则该粒子( )
A.在B点上方与挡板第二次相碰
B.经过时间第二次射出边界圆
C.第二次与挡板相碰时速度方向与挡板成60°角
D.经过时间第二次与挡板相碰