如图所示,在直角坐标系xOy平面内,有一离子源可在单位时间内沿x轴正方向发射出n0个(大量)速率均为v0的正离子,这些离子分布在离x轴距离为12R~32R的范围内,且沿y轴方向均匀分布,已知每个离子的质量均为m,电荷量均为q。在离子源的右侧有一个圆心O′在(0,R),半径为R的垂直纸面向外的圆形磁场Ⅰ,磁感应强度大小为B1(未知),在y<0的无限大区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,其磁感应强度为B2(未知);另有一块长为R的不计厚度的收集板PQ位于x轴上R~2R的区间。若离子群经过磁场Ⅰ后均从O点进入磁场Ⅱ,离子打在收集板上即刻被吸收,不考虑离子从磁场Ⅱ出去的后续运动,不计离子的重力及离子间的相互作用,不计收集板对离子的作用力,求:
(1)B1的大小;
(2)若B2=B1,离子在两个磁场中运动的总时间的最大值与最小值;
(3)若mv0qR≤B2≤6mv0qR,稳定后单位时间内收集板吸收的离子数n与B2之间的关系。
1
2
3
2
m
v
0
q
R
6
m
v
0
q
R
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:296引用:2难度:0.2
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1.如图1所示,在xOy坐标系中,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,紧靠极板的右边缘的有界匀强磁场区域由ΔAB0和矩形0BCD构成,其中∠OAB=60°,OD=OA.磁场方向垂直于xOy平面向里,D、A位于y轴上。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接连发射质量为m,电荷量为+q、速度相同的带电粒子,现在0~3t0时间内两板间加上如图2所示的电压,已知t=0时刻进入两板间的粒子,在t0时刻射入磁场时,恰好不会从磁场边界射出磁场区域且圆心在x轴上,上述l、m、q、t0为已知量,U0=
,不考虑P、Q两板电压的变化对磁场的影响,也不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响,求:ml2qt02
(1)t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小及磁场区域的面积;
(3)t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间。发布:2024/12/30 0:0:1组卷:89引用:2难度:0.7 -
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