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如图所示,比荷(荷质比)为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域,要使电子从右侧面穿出这个磁场区域,电子的速度应满足的条件是____________。
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网据有关资料介绍,受控核聚变装置中有极高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装,而是由磁场约束带电粒子运动使之束缚在某个区域内.现按下面的简化条件来讨论这个问题:如图所示是一个截面为内径R1=0.6m、外径R2=1.2m的环状区域,区域内有垂直于截面向里的匀强磁场.已知氦核的荷质比
qm
=4.8×107C/kg,磁场的磁感应强度B=0.4T,不计带电粒子重力.
(1)实践证明,氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动,速度v的大小与它在磁场中运动的轨道半径r有关,试导出v与r的关系式.
(2)若氦核沿磁场区域的半径方向,平行于截面从A点射入磁场,画出氦核在磁场中运动而不穿出外边界的最大圆轨道示意图.
(3)若氦核平行于截面从A点沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界,求氦核的最大速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S可以发出各种不同的正离子束,离子从S出来时速度很小,可以看作是静止的,离子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示),并沿着半圆周运动而到达照像底片上的P点,测得P点到入口处S的距离为x?(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,真空有一个半径r=0.5 m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3 T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5 m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103 N/C。在x=2 m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109 C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:

       (1)粒子进入电场时的速度和沿y轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间?

       (2)从O点入射的所有粒子经磁场偏转后出射的速度方向有何特点?请说明理由。

       (3)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示(俯视),MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨.两导轨间距为L=0.2m,其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1=5.0T.导轨上NQ之间接一电阻R1=0.40Ω,阻值为R2=0.10Ω的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触.两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极相连.电容器C紧靠准直装置b,b紧挨着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒.圆筒壁光滑,筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2,O是圆筒的圆心,圆筒的内半径r=0.40m.

(1)用一个方向平行于MN水平向左且功率恒定为P=80W的外力F拉金属杆,使杆从静止开始向左运动.已知杆受到的摩擦阻力大小恒为Ff=6N,求:当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小及电阻R1消耗的电功率?

(2)当金属杆处于(1)问中的匀速运动状态时,电容器C内紧靠极板的D处的一个带正电的粒子经C加速、b准直后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒.已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失,不计粒子的初速度、重力和空气阻力,粒子的荷质比q/m=5×107(C/kg),则磁感应强度B2 多大(结果允许含有三角函数式)?

 

 

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