如圖所示,空間有三個(gè)圓心角均略大于90°的扇形a、b、c圍成的區(qū)域。a內(nèi)為無(wú)場(chǎng)區(qū),a與b之間存在輻射狀電場(chǎng),b與c之間有扇環(huán)形恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外。電子以初動(dòng)能Ek0從圓a上P點(diǎn)沿PQ方向進(jìn)入電場(chǎng),電場(chǎng)可以反向,保證電子每次進(jìn)入電場(chǎng)即被全程加速,已知a與b之間的電勢(shì)差為U,b的半徑為R,c的半徑為3R,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子重力,取tan22.5°=0.4。
(1)電子被電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng),又從磁場(chǎng)返回電場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,圖中θ=45°。求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;
(2)電子按(1)中的運(yùn)動(dòng)返回電場(chǎng),又將從電場(chǎng)再次進(jìn)入磁場(chǎng),但最終要離開(kāi)扇形區(qū)域,求電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;
(3)如果a與b之間的電場(chǎng)不變,電子沿PQ方向進(jìn)入磁場(chǎng),要保證電子不與磁場(chǎng)邊界c相碰,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件。
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【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng);從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:130引用:1難度:0.6
相似題
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1.如題圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無(wú)場(chǎng)區(qū)域,第一象限剩余區(qū)域(含PQ圓弧邊界)及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點(diǎn)沿y軸正方向以相同速度v(大小未知)射入磁場(chǎng),且所有粒子軌跡均交于Q點(diǎn)并被粒子收集盒(圖中未畫(huà))吸收。不計(jì)粒子重力,則( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/20 13:0:2組卷:27引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方
處,能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子??臻g存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d,則( ?。?/h2>d2發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:365引用:6難度:0.2 -
3.如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第1、4象限內(nèi)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ,兩磁場(chǎng)以O(shè)P直線為界,OP直線與+x軸夾角為30°,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從y軸上的N點(diǎn)沿平行于+x軸的方向射直入磁場(chǎng)Ⅰ;一段時(shí)間后,該粒子在OP邊界上某點(diǎn)以垂直于OP的方向射入磁場(chǎng)Ⅱ,最后粒子射出磁場(chǎng)。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/24 0:0:3組卷:282引用:1難度:0.6
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