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菁優(yōu)網(wǎng)現(xiàn)代科學(xué)研究中經(jīng)常利用電場、磁場來控制帶電粒子的運(yùn)動。在空間坐標(biāo)系O-xyz中存在如圖所示的電磁場,在xOz平面內(nèi),圓心O1的位置坐標(biāo)為(0,R),半徑為R,圓內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B1;在其左側(cè)有一離子源E飄出質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為0的一束正離子,這束離子經(jīng)電勢差
U
=
m
v
2
0
2
q
的電場加速后,從小孔F(點(diǎn)F與O1等高)沿著x軸正方向射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域B1,離子恰好從點(diǎn)O離開進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2。豎直放置的長方形離子收集板MNPQ與xOz面相距R,邊MQ足夠長與x軸方向平行且與y軸交于點(diǎn)T,寬MN為2R,勻強(qiáng)磁場B2只局限于收集板正前方的空間區(qū)域,磁場方向與xOy所在平面平行且與x軸正方向的夾角大小為θ,調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小,使帶正電離子偏轉(zhuǎn)后能打到收集板上被吸收。不考慮離子重力和離子間的相互作用(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,cos76°=0.25)
(1)求勻強(qiáng)磁場B1大小;
(2)若角度θ=0,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的范圍;
(3)若角度θ=37°,磁感應(yīng)強(qiáng)度
B
2
=
4
m
v
0
5
q
R
,求離子打在收集板上位置的坐標(biāo);
(4)若角度θ的大小在0到90°之間,試定量討論磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的范圍。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/7/5 8:0:9組卷:40引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.如圖所示,空間中放置一個(gè)平行板電容器MN,板長和板間距均為2L0,兩極板上電壓UMN=2U0,U0>0。極板右側(cè)是一個(gè)無窮大勻強(qiáng)磁場區(qū)域,方向垂直紙面向里。磁場左邊界CD緊貼極板右側(cè),磁場中放著一塊與CD平行的足夠長金屬板PQ,PQ與CD間距為L0,極板左側(cè)是一個(gè)加速電場,加速電壓為U0。緊靠加速電場左邊界的是一個(gè)長為2L0的線狀粒子源,其上下端剛好和極板MN對齊。粒子源上均勻分布著X和Y兩種粒子。X粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,Y粒子的質(zhì)量為4m,電荷量為+q。兩種粒子(不計(jì)初速度)經(jīng)過加速電場加速后能從右側(cè)的鏤空柵極水平射入兩極板間?,F(xiàn)發(fā)現(xiàn)沿著上極板M進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的X粒子恰好擊中金屬板PQ上的B點(diǎn),虛線AB是平行板電容器MN的中線。不考慮粒子間的相互作用,不計(jì)粒子的重力。求:
    菁優(yōu)網(wǎng)?
    (1)X粒子在MN間運(yùn)動時(shí)垂直極板方向上偏轉(zhuǎn)的最大位移;
    (2)兩種粒子在MN間運(yùn)動時(shí)垂直極板方向上偏轉(zhuǎn)的最大位移之比;
    (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
    (4)金屬板PQ被兩種粒子都擊中的區(qū)域長度d。
    發(fā)布:2024/9/14 1:0:8組卷:26引用:2難度:0.2
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T。一比荷
    q
    m
    =
    200
    C
    /
    kg
    的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0=10m/s垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,如圖所示。不計(jì)粒子重力,求:
    (1)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r。
    (2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小。
    發(fā)布:2024/9/15 2:0:9組卷:12引用:2難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度未知;第Ⅳ象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸負(fù)半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)過x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸正半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射入第Ⅱ象限。不計(jì)粒子重力,求:
    (1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差;
    (2)第Ⅰ象限磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
    (3)粒子從N點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時(shí)間t。
    發(fā)布:2024/9/14 4:0:8組卷:26引用:3難度:0.5
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