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菁優(yōu)網(wǎng)中國(guó)“人造太陽(yáng)”在核聚變實(shí)驗(yàn)方面取得新突破,該裝置中用電磁場(chǎng)約束和加速高能離子,其部分電磁場(chǎng)簡(jiǎn)化模型如圖所示,在三維坐標(biāo)系Oxyz中,0<z≤d空間內(nèi)充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿x軸正方向;-3d≤z<0,y≥0的空間內(nèi)充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
2
2
B
,方向平行于xOy平面,與x軸正方向夾角為45°;z<0,y≤0的空間內(nèi)充滿(mǎn)沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),質(zhì)量為m,帶電量為+q的離子,從yOz平面第三象限內(nèi)距y軸為L(zhǎng)的點(diǎn)A以一定速度出射,速度方向與z軸正方向夾角為β,在yOz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O沿z軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,不計(jì)離子重力。
(1)當(dāng)離子甲從A點(diǎn)出射速度為v0時(shí),求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;
(2)若使離子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),求進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度vm;
(3)離子甲以
q
B
d
2
m
的速度從O點(diǎn)沿z軸正方向第一次穿過(guò)xOy面進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,求第四次穿過(guò)xOy平面的位置坐標(biāo)(用d表示);
(4)當(dāng)離子甲以
q
B
d
2
m
的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí),質(zhì)量為4m,帶電量為+q的離子乙,也從O點(diǎn)沿z軸正方向以相同的動(dòng)能同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,求兩離子進(jìn)入磁場(chǎng)后,到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)間差Δt(忽略離子間相互作用)。

【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:1238引用:2難度:0.2
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,兩個(gè)幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN,豎直置于區(qū)域足夠大的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩電容器極板上端和下端分別在同一水平線上.已知P、Q和M、N板間距都是d,板間電壓都是U,極板長(zhǎng)度均為L(zhǎng).今有一電子從極板邊緣的P、Q兩板間的中點(diǎn)O以速度v0進(jìn)入,并剛好勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)電容器,此后經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又沿豎直方向進(jìn)入并勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)電容器M、N板間,穿過(guò)M、N板間電場(chǎng)后,再經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)又通過(guò)O點(diǎn)沿豎直方向進(jìn)入電容器P、Q極板間,循環(huán)往復(fù).已知電子質(zhì)量為m,電量為e,重力不計(jì).
    (1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B?
    (2)電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過(guò)了多長(zhǎng)時(shí)間?
    (3)Q板和M板間的距離x滿(mǎn)足什么條件時(shí),能夠達(dá)到題述過(guò)程的要求?

    發(fā)布:2024/11/5 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.1
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖,在寬為L(zhǎng),長(zhǎng)為2L的矩形區(qū)域abcd內(nèi)有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖標(biāo)示,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。不計(jì)重力的帶電粒子從O點(diǎn)沿等勢(shì)面射入場(chǎng)區(qū),恰能沿直線經(jīng)過(guò)p點(diǎn)射出場(chǎng)區(qū)。若僅撤去磁場(chǎng),粒子從c點(diǎn)射出。若僅撤去電場(chǎng),粒子將( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/6 14:30:2組卷:147引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,在光滑水平地面上方存在足夠大的垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平面上放置足夠長(zhǎng)的絕緣板Q,在Q上放一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m、帶電量為+q的金屬塊P,P、Q間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)對(duì)Q施加一水平向右的外力F,開(kāi)始時(shí)P、Q一起以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng),絕緣板Q在水平外力作用下始終做勻加速運(yùn)動(dòng)(設(shè)P帶電量始終保持不變,重力加速度為g)則(  )

    發(fā)布:2024/11/6 3:30:1組卷:39引用:2難度:0.6
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