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如圖,ABCD是邊長為2a的正方形磁性約束裝置,內(nèi)部存在垂直紙面方向的勻強磁場,AB、CD中點O、O′處各有一窄縫。平行金屬板M、N和BC邊平行,長度為2a、兩板間距離為a,其中M板緊靠BC邊且中點處的窄縫與BC邊的窄縫對齊,在金屬板M、N上加電壓UMN時,兩板間產(chǎn)生的電場可看成勻強電場。粒子源P不斷向外釋放電量為q>0、質(zhì)量為m的粒子,速度大小在0<v≤v0之間,各個方向上的粒子數(shù)均勻分布。測量發(fā)現(xiàn)每秒有N個粒子從O′點射出,其中速度大小為v0的粒子恰能垂直BC邊從窄縫射出。不考慮粒子所受重力和粒子間相關(guān)作用力,不考慮電、磁場邊界效應(yīng),粒子撞到裝置邊界或極板后馬上被吸收并立即通過接地線被導(dǎo)走。求:
(1)ABCD內(nèi)磁場的磁感應(yīng)大小和方向;
(2)打到BC邊的粒子中,在磁場中運動的最短時間;
(3)當UMN=0時,N板上有粒子打到的區(qū)域的長度;
(4)請定性畫出每秒打到N板上的粒子數(shù)n與電壓UMN的關(guān)系圖線(需標注特征點)。
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7組卷:48引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.如圖甲所示,邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi),ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強電場和勻強磁場,以平行ad向下為電場的正方向,垂直紙面向里為磁場的正方向,電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示,圖中E0、B0、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒(可視為質(zhì)點)源源不斷地從ad邊中點O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場,若t=0時刻射入電場的顆粒,經(jīng)
    T
    2
    時間后從c點離開電場,t=
    T
    2
    時刻射入電場的顆粒,在電磁場中做勻速圓周運動,t=
    T
    8
    時刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時到c點的距離為
    7
    32
    L。顆粒重力不能忽略,不計顆粒之間的相互作用,重力加速度為g。求:
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    (1)顆粒射入電場時的初速度v0大??;
    (2)B0的大小。

    發(fā)布:2024/10/17 0:0:1組卷:31引用:1難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場,第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標平面向里的勻強磁場。M、N兩個豎直平行金屬板之間的電壓為U,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計粒子重力)從靠近N板的S點由靜止開始做加速運動,從電場的右邊界y軸上的A點水平向左垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的C點與x軸負方向成θ=60°角進入磁場,最后從y軸上的D點垂直于y軸射出磁場,求:
    (1)A、C兩點間的電勢差UAC和粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
    (2)粒子從A點運動到C點所用時間和從C點運動到D點所用時間的比值。

    發(fā)布:2024/10/19 0:0:1組卷:68引用:2難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗設(shè)備,由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示,兩個同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場,方向由內(nèi)弧面指向外弧面,圓心為O,兩弧面間的電勢差為U,右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,其大小為B(可調(diào)節(jié)),O點為ad邊界的中點,PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負電粒子,均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上,由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點進入磁場,不計粒子重力、粒子間的作用力及碰撞,下列說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/10/26 23:0:1組卷:74引用:1難度:0.7
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