当前位置:高中试题 > 物理试题 > 粒子在有界磁场中运动 > 如图中左边有一对平行金属板,两板间有相互垂直的电场和磁场,向下的匀强电场强度大小为E、垂直向里的匀强磁场磁感应强度大小为B1.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆...
题目
题型:不详难度:来源:
如图中左边有一对平行金属板,两板间有相互垂直的电场和磁场,向下的匀强电场强度大小为E、垂直向里的匀强磁场磁感应强度大小为B1.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B2,方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区城边界上的P点射出.已知半径OD、OP的夹角θ,不计重力.求
(1)离子进入平行金属板之间区域时的速度大小v;
(2)离子的质量m.
答案
(1)离子进入平行金属板做匀速直线运动,则有:qB1υ=qE
解得,υ=
E
B1

(2)离子在磁场中做匀速圆周运动,画出轨迹如图所示,设离子的轨迹半径为r,由几何知识得
tan
θ
2
=
R
r

又qvB2=m
v2
r

解得:m=
qB1B2R
Etan
θ
2

答:
(1)离子进入平行金属板之间区域时的速度大小v是
E
B1

(2)离子的质量m是
qB1B2R
Etan
θ
2
核心考点
试题【如图中左边有一对平行金属板,两板间有相互垂直的电场和磁场,向下的匀强电场强度大小为E、垂直向里的匀强磁场磁感应强度大小为B1.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆】;主要考察你对粒子在有界磁场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.第Ⅲ、第Ⅳ象限-d≤y≤0内存在垂直于坐标平面向内的匀强磁场.一质量为m、电荷量为-q的带负电的粒子从y轴上的M点以速度υ0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,恰好不会从磁场的下边界射出磁场,如图所示.不计粒子的重力,求
(1)M、N两点间的电势差U;
(2)磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从M点运动到第一次离开磁场的总时间t.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带负电的粒子(重力不计),以初速度v由狭缝S1,垂直进入电场强度为E的匀强电场中.
(1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出,则必须在匀强电场区域加入匀强磁场,求匀强磁场B1的大小和方向.
(2)带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域,该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,粒子运动轨迹如图所示,若射入点与射出点间的距离为L,求该区域的磁感应强度B2的大小.
题型:不详难度:| 查看答案
有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示.加速电场的电压为U,静电分析器中有辐向会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1;磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器.而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器.测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为
d
2
.(题中的U、m、q、R、d都为已知量)
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;
(3)现将离子换成质量为4m,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变.磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=
3
R


2mU
q
的匀强磁场中.已知匀强电场的宽度为d=
1
2
R,匀强磁场由一个长为2R、宽为
1
2
R的矩形区域组成,磁场方向垂直纸面向里,粒子间的相互作用和重力均不计.
(1)若加速电场加速电压为9U,求粒子在电磁场中运动的总时间;
(2)若加速电场加速电压为U,求粒子在电磁场中运动的总时间.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,坐标系xOy位于竖直平面内,空间中有沿水平方向、垂直纸而向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E.一带正电荷的小球从图中x轴上的M点沿着与水平方向成θ=30°角的斜向下的直线做匀速运动,进过y轴上的N点进入x<0的区域.要使小球进入x<0的区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需要在x<0的区域内另加一匀强电场.已知带电小球做圆周运动时通过y轴上的P点(P点未标出),重力加速度为g,求:
(1)小球运动的速度大小;
(2)在x<0的区域内所加匀强电场的电场强度的大小和方向;
(3)N点与P点间的距离.
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.