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如图甲所示,在xOy平面上有一个半径为R、磁感应强度为B、中心位于(0,R)的垂直纸面的圆形匀强磁场区域,第二象限放置一离子发射装置,可均匀持续以初速度为v=
RB
q
m
水平向右发射质量为m、电荷量为q的正离子,离子流经过磁场偏转后均从O点射出。
(1)请确定圆形区域磁场的方向。若发射时,这束带电微粒分布在
R
2
≤y≤(1+
3
2
)R的区间内肉。粒子在O点出射的方向与x轴正方向夹角为θ,求θ取值范围;
(2)在满足(1)条件下,求离子在磁场中运动时的最长时间与最短时间之差;
(3)若发射时,这束离子分布在0≤y≤2R的区间内。并在y<0区域加一垂直纸面向外、磁感应强度也为B的匀强磁场,在O点下方放置一半径为
R
2
的金属圆筒,其圆心C在O点正下方,且CO=R,如图乙所示,到达圆筒的离子被悉数收集并立即导走,求此圆筒收集的离子占所有发射离子的比例。

【答案】(1)磁场的方向垂直纸面向外,θ取值范围为60°≤θ≤150°;
(2)离子在磁场中运动时的最长时间与最短时间之差为
πm
2
B
q

(3)此圆筒收集的离子占所有发射离子的50%。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:45引用:2难度:0.3
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    m
    l
    2
    q
    t
    0
    2
    ,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:
    (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。

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