如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为d,两侧为相同的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直纸面向里。一质量为m、带电量+q、重力不计的带电粒子,以初速度v1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动、然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求:
(1)粒子以初速度v1第一次经过磁场过程中的圆半径r1以及粒子第一次经过电场和第二次经过磁场的全过程中场力对粒子所施加的冲量I;
(2)粒子第n次经过电场过程中,电场强度的大小En;
(3)调整带电粒子入射时的上下位置,若磁场的高度为kr1(k为正整数),磁场的边缘有磁场分布,电场力对带电粒子的总功W。
【答案】(1)粒子以初速度v1第一次经过磁场过程中的圆半径是,粒子第一次经过电场和第二次经过磁场的全过程中场力对粒子所施加的冲量是-3mv1,方向向左;
(2)粒子第n次经过电场过程中,电场强度的大小是。
(3)调整带电粒子入射时的上下位置,若磁场的高度为kr1(k为正整数),磁场的边缘有磁场分布,电场力对带电粒子的总功是或者是。
mv
1
q
B
(2)粒子第n次经过电场过程中,电场强度的大小是
(
2
n
-
1
)
mv
2
1
2
qd
(3)调整带电粒子入射时的上下位置,若磁场的高度为kr1(k为正整数),磁场的边缘有磁场分布,电场力对带电粒子的总功是
(
k
-
1
)
2
q
2
B
2
r
2
1
8
m
k
2
q
2
B
2
r
2
1
8
m
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:118引用:1难度:0.4
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1.如图,半径为d的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场垂直圆所在的平面。一带电量为q、质量为m的带电粒子从圆周上a点对准圆心O射入磁场,从b点折射出来,若α=60°,则带电粒子射入磁场的速度大小为( )
发布:2025/1/6 0:30:5组卷:272引用:2难度:0.6 -
2.如图所示,三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场,AB边长为L,∠CAB=30°,∠B=90°,D是AB边的中点。现在DB段上向磁场内射入速度大小相同、方向平行于BC的同种粒子(不考虑粒子间的相互作用和粒子重力),若从D点射入的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,则AC边上有粒子射出的区域长度为( )
发布:2025/1/3 0:30:3组卷:303引用:1难度:0.5 -
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,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