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如圖所示為某離子控制裝置,離子室內(nèi)存在大量帶正電的離子。其質(zhì)量m=1×10-14kg,電荷量q=2×10-10C,控制室被分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)橫截面為正方形的區(qū)域,正方形邊長L=1m,區(qū)域間隔L1=1m、L2=0.006m、L3=1m,Ⅰ區(qū)域左右為中間帶有小孔的平行金屬板,板間存在電場強(qiáng)度大小為E1=9×10-8N/C,方向水平向右的勻強(qiáng)電場,Ⅱ,Ⅲ。Ⅳ區(qū)域存在包含邊界的電場或磁場。以a2b2c2d2中間小孔為坐標(biāo)原點(diǎn)建立三維坐標(biāo)系,坐標(biāo)軸及方向如圖所示,Ⅱ區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出),電場強(qiáng)度E2的大小在0~4×10-5N/C間變化;Ⅲ區(qū)域充滿沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=2×10-5T,Ⅳ區(qū)域充滿平行于平面xOy與y軸正方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=2
2
×
1
0
-
5
T。從離子室飄入小孔的離子速率忽略,忽略離子間的相互作用,不計(jì)離子重力。
(1)若離子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ后能返回區(qū)域Ⅱ,求粒子在邊界a3b3c3d3上射入點(diǎn)與射出點(diǎn)之間的距離;
(2)為保證有離子能進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅳ,求L3的最大值;
(3)當(dāng)E2=4×10-5N/C、L3為上問中的最大值。若離子在區(qū)域Ⅲ的速度沿z軸時(shí)B1消失,當(dāng)離子第一次經(jīng)過邊界a4b4c4d4進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅳ時(shí)。區(qū)域Ⅲ的磁場變?yōu)檠貀軸正方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B3=4×10-5T的勻強(qiáng)磁場并保持不變,求離子第4次經(jīng)過邊界a4b4c4d4時(shí)的位置坐標(biāo)。
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:148引用:2難度:0.1
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(qiáng)電場和勻強(qiáng)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(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)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(diǎn))源源不斷地從ad邊中點(diǎn)O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場,若t=0時(shí)刻射入電場的顆粒,經(jīng)
    T
    2
    時(shí)間后從c點(diǎn)離開電場,t=
    T
    2
    時(shí)刻射入電場的顆粒,在電磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),t=
    T
    8
    時(shí)刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時(shí)到c點(diǎn)的距離為
    7
    32
    L。顆粒重力不能忽略,不計(jì)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(shí)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(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。M、N兩個(gè)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(jì)粒子重力)從靠近N板的S點(diǎn)由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng),從電場的右邊界y軸上的A點(diǎn)水平向左垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的C點(diǎn)與x軸負(fù)方向成θ=60°角進(jìn)入磁場,最后從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,求:
    (1)A、C兩點(diǎn)間的電勢差UAC和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
    (2)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間和從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用時(shí)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(yàn)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(gè)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(qiáng)磁場,其大小為B(可調(diào)節(jié)),O點(diǎn)為ad邊界的中點(diǎn),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(fù)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(diǎn)進(jìn)入磁場,不計(jì)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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