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如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,在y>0 的区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B在y<0 的区域内存在另一未知的匀强磁场。已知P点的坐标(-d,0),Q点的坐标(0,-d),在原点O和Q处分别固定一个垂直于y轴的较小的弹性挡板,当粒子与挡板碰撞后在平行于挡板的方向上速度不变,在垂直于挡板的方向上速度大小不变、方向与原方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)从P点沿垂直于x轴的方向进入第二象限内,在x轴上方运动半周后进入x轴下方,若粒子又能返回P点,试求:

小题1:y<0 区域内的磁场的磁感应强度的大小和方向。
小题2:若不计粒子与挡板的碰撞时间,粒子从P 点出发至返回P 点的时间。
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

(16分)如图所示,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计。

⑴若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
⑵若粒子对准圆心射入,且速率为,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
⑶若粒子以速度从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,为一圆形区域的匀强磁场,在O点处有一放射源,沿半径方向射出速率为的不同带电粒子,其中带电粒子1从A点飞出磁场,带电粒子2从B点飞出磁场,不考虑带电粒子的重力.则(     )
A.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为3∶1
B.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为∶1
C.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2∶1
D.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为1∶2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在x轴上方及下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,上方磁场的磁感应强度大小为B、下方磁场的磁感应强度大小为。一质量为m、电量为q的带正电粒子从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出。不计粒子重力。

求:

小题1:射出后粒子第二次到达x轴时离O点的距离, 并画出该过程粒子运动的轨迹;
小题2:射出后粒子经过多长时间第二次到达x轴。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=R..以O为圆心、R为半径的圆形区域内同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场.D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、电荷量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入电磁场区域,然后沿直线打到光屏P上的s3点.粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计.求:

小题1:M、N两板间的电压为R;
小题2:撤去圆形区域内的电场后,当M、N间的电压改为U1时,粒子恰好垂直打在收集板D的中点上,求电压U1的值及粒子在磁场中的运动时间t;
小题3:撤去圆形区域内的电场后,改变M、N间的电压时,粒子从s2运动到D板经历的时间t会不同,求t的最小值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如下图,在xOy坐标系的第一象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B,E的大小为1.0×103V/m,方向未知,B的大小为1.0T,方向垂直纸面向里;第二象限的某个圆形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B′。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与x轴负方向60°角从A点沿直线进入第一象限运动,经B点即进入处于第二象限内的磁场B′区域,一段时间后,微粒经过x轴上的C点并与x轴负方向成60°角的方向飞出。已知A点的坐标为(10,0),C点的坐标为(-30,0),不计粒子重力,g取10m/s2
小题1:请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v;
小题2:匀强磁场B′的大小为多大?
小题3:B′磁场区域的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分)如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125m的匀强磁场B2.某时刻一质量m=2.0×10-8kg、电量q=+4.0×10-4C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25m,0)的P点以速度v=2.0×103 m/s沿y轴正方向运动.试求:

(1)微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径;
(2)微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角;
(3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一个质量为m,带电量为+q的带电粒子(不计重力),从图中原点O处以初速v0射入一个有界的匀强磁场中,已知v0方向为+y方向,匀强磁场的方向垂直于纸面向外(即+z方向),磁感应强度大小为B,它的边界为半径是r的圆形,O点恰在它的圆周上.粒子进入磁场后将做匀速圆周运动,已知它做圆周运动的轨道半径比圆形磁场的半径r大.

(1)改变这个圆形磁场区域的圆心的位置,可改变粒子在磁场中的偏转角度.求粒子在磁场中的最大偏转角度(用反三角函数表示).
(2)当粒子在磁场中的偏转角度最大时,它从磁场中射出后沿直线前进一定能打到x轴上,求满足此条件的r的取值范围.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)(2010·苏州模拟)质谱仪可测定同位素的组成.现有一束一价的钾39和钾41离

子经电场加速后,沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中,
如图所示.测试时规定加速电压大小为U0,但在实验过程中加
速电压有较小的波动,可能偏大或偏小ΔU.为使钾39和钾41打在
照相底片上的区域不重叠,ΔU不得超过多少?(不计离子的重力)

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