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(10分)如图所示,比荷为的负离子,以速度v垂直磁感应强度为B的匀强磁场由.P点进入,界面I和Ⅱ平行,宽度为L(L<)要使离子由界面II飞出可改变离子的入射方向,离子所受重力不计,求离子在磁场中运动时间的最小值和最大值
因为,所以粒子通过磁场的时间小于周期
由于…………①(1分)
由于…………②(1分)
(1)当弦长最短,即由进入飞出时,离子在磁场中运
动时间最短
……………③(1分)
从几何关系可知……………④(1分)
由①②③④得
(1分)
(2)当速度沿界面I竖直向上时,离子在磁场中运动时间最长
从几何关系可知………………………⑤(1分)
………………………⑥(1分)
……………………⑦(1分)
由于……………………………………………⑧(1分)
由①②⑤⑥⑦⑧得  (1分)
解法二:由得…………(1分)
(2分)
同理可得(2分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在空间中有一直角坐标系xOy,其第一象限内充满着两个方向不同的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界。区域I中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里,区域II中的磁感应强度为B,方向垂直垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L),一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度V0=射入区域I,经区域I偏转后进入区域II(忽略粒子重力),求:

小题1:粒子在I和II两磁场中做圆周运动的半径之比;
小题2:粒子在磁场中运动的总时间;
小题3:粒子离开磁场的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,倾斜挡板NM上有一个小孔K,NM与水平挡板NP成60°角,K与N间的距离。现有质量为m,电荷量为q的正电粒子组成的粒子束,垂直于倾斜挡板NM,以速度v0不断射入,不计粒子所受的重力。 

(1)若在NM和NP两档板所夹的区域内存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,NM和NP为磁场边界。粒子恰能垂直打在水平挡板NP上,求匀强磁场的磁感应强度的大小。
(2)若在NM和NP两档板所夹的区域内,只在某一部分区域存在一与(1)中大小相等方向相反的匀强磁场。从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后也能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求粒子在该磁场中运动的时间。  
(3)若在(2)问中,磁感应强度大小未知,从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求该磁场的磁感应强度的最小值。 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(21分)如图甲所示,在空心三棱柱CDF以外足够大的空间中,充满着磁感应强度为B的匀强磁场。三棱柱的轴线与磁场平行,截面边长为L,三棱柱用绝缘薄板材料制成,其内部有平行于CD侧面的金属板P、Q,两金属板间的距离为d,P板带正电,Q板带负电,Q板中心有一小孔,P板上与小孔正对的位置有一个粒子源S,从S处可以发出初速度为0、带电量为+q、质量为m的粒子,这些粒子与三棱柱侧面碰撞时无能量损失。试求:
(1)为使从S点发出的粒子最终又回到S点,P、Q之间的电压U应满足什么条件?(Q与CD之间距离不计)
(2)粒子从S点出发又回到S点的最短时间是多少?
(3)若磁场是半径为a的圆柱形区域,如图乙所示,圆柱的轴线与三棱柱的轴线重合,且a=()L,要使S点发出的粒子最终又回到S点,则P、Q之间的电压不能超过多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题



(1)电子从板间射出的速度
(2)两板间所加电压
(3)电子在复合场区域运动到A点的曲率半径

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一个质量为
电量为的带电粒子从孔以初速度垂直
进入磁感应强度为的匀强磁场中,并
恰好从孔垂直于射入匀强电场中,电场
方向跟平行(相互垂直),最后打
点,且,若已知
且不计重力,试求:
(1)粒子从所用的时间;(2)粒子到达点的动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图21所示,水平直线MN为两个匀强磁场的分界面,MN上方的磁感应强度B1=B,MN下方的磁感应强度B2=2B,磁场方向均垂直纸面向外.在磁场的空间还存在匀强电场,电场强度大小为E,竖直向上.一带电小球从界面上的A点沿电场方向射入上部磁场区域后恰能在竖直方向上做匀速圆周运动.在A点的右侧的界面上有一点P,与A点的距离为d.要使小球能经过P点,则小球从A点射出的速度v应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图7所示,磁感应强度为B,板间距离也为L,两极板不带电,现有质量为m电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边极板间中点处垂直磁感线以水平速度v射入磁场,欲使粒子打到极板上,求初速度的范围。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,dac上任意一点,ebc上任意一点。大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从acbc上不同点离开磁场。不计粒子重力。从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较
A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长
B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长
C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间
D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间

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