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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...

如图所示xOy平面内为圆心、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,abx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,ab的下方有一平行于x轴的感光板MN,abMN间区域有垂直于纸平面向外的匀强磁场的区域内质量为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,abMN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MNMNab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MNMNab板间的最大距离是多大?MNab板间的距离最大时电子从O点到MN运动时间最长是多少?

 

(1)(2)3d(3) 【解析】 试题(1)所有电子射入圆形区域后做圆周运动轨道半径大小相等,设为r,当电子从位置y=R处射入的电子经过O点进入x轴下方,则r =R 解得 (2)设电子经电场加速后到达ab时速度大小为v, 电子在ab与MN间磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1,沿x轴负方向射入电场的电子离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ角,则 如果电子在O点以速度v0沿x轴负方向射入电场,经电场偏转和磁场偏转后,不能打在感光板上,则所有电子都不能打在感光板上.恰好不能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为O2如图,则 感光板与ab间的最小距离 解得,,θ=60° (3)如果电子在O点沿x轴正方向射入电场,经电场偏转和磁场偏转后,能打在感光板上,则所有电子都能打在感光板上.恰好能打在感光板上的电子在磁场中的圆轨道圆心为O3,如图,感光板与ab间的最大距离 解得 当感光板与ab间的距离最大为时,所有从O点到MN板的电子中,沿x轴正方向射入电场的电子,运动时间最长.设该电子在匀强电场中运动的加速度为a,运动时间为t1,在磁场B2中运动周期为T,时间为t2,则 , , 运动最长时间 解得,,
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考点分析:
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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)

 

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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.

 

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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qq>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.

 

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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.

 

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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v0A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y60°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.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°

D.经过时间第二次与挡板相碰

 

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