如圖甲所示,在坐標系xOy的第一、二象限內(nèi)存在一有界勻強磁場區(qū)域,兩邊界都為圓形,其中大圓半徑R1=0.05m,圓心在y軸上的O1;小圓半徑R2=0.03m,圓心在坐標原點O;M、N為兩圓形邊界的交點。小圓內(nèi)存在輻向電場,圓心與邊界間的電壓恒為U0=800V;在磁場右側(cè)與x軸垂直放置一平行板電容器,其左極板P中間開有一狹縫(如圖乙所示),電容器兩極板間電壓為U(U的大小和極板電性都未知)。在O點,存在一粒子源(圖中未畫出),可以在紙面內(nèi)沿電場向各方向同時均勻發(fā)射質(zhì)量為m=8×10-27kg、帶電量為q=+8×10-19C的粒
子(粒子初速度較小,可以忽略),經(jīng)輻向電場加速后進入磁場,部分粒子能以水平向右的速度從大圓邊界的右側(cè)離開磁場,已知粒子源每秒發(fā)射的粒子數(shù)為N0=1×1020個。不計粒子的重力及粒子間的相互作用力,不考慮場的邊界效應(yīng),整個裝置處在真空環(huán)境中,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)帶電粒子進入磁場時的速度大小v;
(2)帶電粒子在磁場中的運動半徑r以及勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;
(3)極板P上的狹縫剛好處在紙面位置,水平向右離開磁場的粒子,一部分會打在P極板(狹縫上方、下方),另一部分會通過狹縫進入電容器,粒子一旦接觸極板,立刻被吸收,但不會影響電容器的電壓。試求在較長的一段時間內(nèi),帶電粒子對電容器的平均作用力F的大小與極板電壓的關(guān)系。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:117引用:2難度:0.4
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1.如圖所示,在y軸的右方有一磁感應(yīng)強度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場,在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強電場?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速,并從y軸上的A點垂直y軸進入第一象限,而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進入第四象限,最后到達y軸上的Q點(圖中未畫出)。已知電場的電場強度大小
,不考慮粒子受到的重力,則( ?。?/h2>E=BqU6m發(fā)布:2024/12/20 7:0:1組卷:102引用:1難度:0.3 -
2.如圖所示,平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強電場,勻強電場的電場強度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強磁場,相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點,以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,粒子進入磁場,粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力,求:
(1)粒子從O開始第一次運動到邊界N時速度的大??;
(2)勻強磁場磁感應(yīng)強度的大小;
(3)粒子第一次在磁場中運動的時間。發(fā)布:2024/12/20 2:30:1組卷:176引用:4難度:0.5 -
3.如圖所示,在y>0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場,在y<0的空間中存在方向垂直xOy平面(紙面)向外的勻強磁場,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子,比荷
C/kg,自y軸上的P1點以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場;然后經(jīng)過x軸上的P2點進入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,經(jīng)過坐標原點O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求:3d=23
(1)電場強度E的大?。?br />(2)磁感應(yīng)強度B的大?。?br />(3)粒子從點P1到第一次經(jīng)過坐標原點O所用的時間t。發(fā)布:2024/12/15 17:30:1組卷:458引用:1難度:0.6
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