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运动电荷进入磁场后(无其他作用)可能做(    )

A.匀速圆周运动                       B.匀速直线运动

C.匀加速直线运动                    D.平抛运动

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在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图6-3-14所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速率v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.

6-3-14

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷

(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?

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如图6-3-13所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:

6-3-13

(1)粒子的速度v;

(2)速度选择器的电压U2

(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.

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一回旋加速器,D形盒半径为0.533 4 m,所加交变电压频率是1.2×107 Hz,用它加速氘核,试求:

(1)所需磁场的磁感应强度B的值;

(2)氘核的最大动能;

(3)氘核最终所获能量相当于多高电势差的加速电场的加速?

(已知氘核的比荷=4.8×107 C/kg即q=1.6×10-9 C,m=3.3×10-27kg)

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如图6-3-12为一电磁流量计的示意图.截面为正方形的非磁性管,其边长为d,内有导电液体流动,在垂直于液体流动方向加一指向纸内的匀强磁场,磁感应强度为B.现测得液体最上部a点和最下部b点间的电势差为U,求管内导电液的流量Q.

6-3-12

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一磁场宽度为L,磁感应强度为B,如图6-3-11,一电荷质量为m、带电荷量为-q,不计重力,以一速度(方向如图)射入磁场.若不使其从右边界飞出,则电荷的速度应为多大?

6-3-11

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如图6-3-9所示为测量某种离子的比荷的装置.让中性气体分子进入电离室A,在那里被电离成离子.这些离子从电离室的小孔飘出,从缝S1进入加速电场被加速,然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场,最后打在底片上的P点.已知加速电压为U,磁场的磁感应强度为B,缝S2与P之间的距离为a.离子从缝S1进入电场时的速度不计.该离子的比荷为多少?

6-3-9

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用电源频率为11.5 MHz的回旋加速器对氦核(质量m=6.64×10-27kg,电荷量q=3.2×10-19 C)加速,使氦核能量达到400 MeV,这个加速器所用匀强磁场的磁感应强度为多大?直径为多大?

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如图6-3-5所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则电子的质量是________,穿透磁场的时间是__________.

6-3-5

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一个负离子,质量为m,电荷量大小为q,以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中,如图6-3-3所示.磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图中纸面向里.

6-3-3

(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离;

(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是θ=t.

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同步练习册答案