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如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电...

如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1R0R23R0,一电量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力.

(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小.

(2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.

(3)在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?

 

(1)(2) ;(3) 【解析】 试题(1)由动能定理:Uq=mv12-mv02①得:v0=② (2)如右图:粒子在磁场中作圆周运动的半径为r,则r2=2()2③ B1qv2=m④ 由②③得:⑤T=⑥t=⑦ 由④⑤⑧ (3)由B2qv3=m 可知,B越小,R越大.与磁场边界相切的圆的最大半径为 R=⑨所以B2<⑩
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考点分析:
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如图所示,一带电量为q=2×10-9c,质量为m=1.8×10-16kg的粒子,在直线上一点O沿30°角方向进入磁感强度为B的匀强磁场中,经历t=1.5×10-6s后到达直线上另一点P.求:

(1)粒子作圆周运动的周期T

(2)磁感强度B的大小;

(3)OP的距离为0.1m,则粒子的运动速度v多大?

 

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回旋加速器核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接.以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝都得到加速.两盒放在磁惑应强度为B的匀强磁场中.磁场方向垂直于盒底面.粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子带电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为Rn,其运动轨迹如图所示.问.

(1)D形盒内有无电场?

(2)粒子在盒内做何种运动?

(3)所加交流电压频率应是多大.粒子运动的角速度为多大?

(4)粒子离开加速器时速度为多大?最大动能为多少?

(5)设两D形盒间电场的电势差为U盒间距离为d,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需时间.

 

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如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H.可测量出G、H间的距离为L.带电粒子的重力可忽略不计.

(1).粒子从加速电场射出时速度v的大小.

(2).粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向.

(3).偏转磁场的磁感强度B2的大小.

 

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质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为,周期分别为,则下列选项正确的是(   )

A.=1∶2,=1∶2

B.=1∶1,=1∶1

C.=1∶1,=1∶2

D.=1∶2,=1∶1

 

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一质子在匀强磁场中运动,不考虑其他场力重力作用,下列说法正确的是

A. 可能做类平抛运动

B. 一定做匀变速直线运动

C. 可能做匀速直线运动

D. 只能做匀速圆周运动

 

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