题目列表(包括答案和解析)
(19分)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。一带电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。已知OP间距离为,粒子质量为,电量为,粒子自身重力忽略不计。试求:
(1)P、M两点间的距离;
(2)返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度的大小和有界匀强磁场区域的面积。
(19分)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。一带电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。已知OP间距离为,粒子质量为,电量为,粒子自身重力忽略不计。试求:
(1)P、M两点间的距离;
(2)返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度的大小和有界匀强磁场区域的面积。
在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里.某一带正电粒子A1,由静止开始经加速电压为U的电场(图中未画出)加速后,从纵坐标为a的M处平行于x轴向右运动,通过第Ⅱ象限的匀强磁场区域后,在坐标原点O处与静止在该点的粒子A2发生了对心正碰,碰后它们结合在一起进入第Ⅳ象限,碰撞前后它们的运动轨迹如图所示.若两个粒子的质量相等且均可视为质点、重力不计、碰撞过程中无电荷量损失.
(1)求带电粒子A1的比荷(即q/m):
(2)确定粒子A2碰撞前的带电情况;
(3)求带电粒子A1在两个磁场区域中偏转所用的总时间.
(16分)如图所示,一个质量为m,电量为q的带电粒子,以初速v0沿y轴的正方向,从O点进入一个有界的匀强磁场中,匀强磁场的方向垂直于纸面向外,磁感强度为B,它的边界是半径为r 圆。调整这个圆形磁场区域的圆心位置,使得粒子在运动过程中偏转的角度最大,并且离开磁场后沿直线前进,可以达到x轴上的某点。求:
(1)满足上述条件的半径r的取值范围;
(2)对应于某个r值,它的偏转角的最大值。
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