(1)设粒子飞出磁场边界MN的最小速度为v0.粒子在磁场中做匀速圆周运动.根据洛伦兹力提供向心力知:k+s-5#u qv0B=mv02/R0 粒子恰好飞出磁场.则有:R0=d 所以最小速度 v0=qBd/m=5×103m/s (2)由于C.D两板间距离足够小.带电粒子在电场中运动时间可忽略不计.故在粒子通过电场过程中.两极板间电压可视为不变.设恰能飞出磁场边界MN的粒子在电场中运动时CD板对应的电压为U0.则根据动能定理知: qU0=mv02/2 k+s-5#u 得:U0=mv02/2q=25V 根据图像可知:UCD=50sin50πt.25V电压对应的时间分别为:1/300s和1/60s.所以粒子在0到0.04s内飞出磁场边界的时间为1/300s-1/60s (3)设粒子在磁场中运动的最大速度为vm.对应的运动半径为Rm.则有: qUm=mvm2/2 qvmB=mvm2/Rm 粒子飞出磁场边界时相对小孔向左偏移的最小距离为:k+s-5#u x=Rm-(Rm2-d2)1/2=0.1×(21/2-1)m≈0.0414m 磁场边界MN有粒子射出的长度范围为:△x=d-x=0.0586m 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图13(1)所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,两板上分别开有正对小孔O1和O2,金属板C、D接在正弦交流电电源上,C、D两板间的电势差UCD随时间t变化的图线如图(2)所示.t=0时刻开始,从C板小孔O1处连续不断飘人质量为m=3.2×10-25kg、电荷量q=1.6×10-19C的带正电的粒子(设飘入的速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场,MN与D金属板相距d=10cm,匀强磁场B=0.1T,方向垂直纸面向里,粒子的重力及粒子间相互作用力不计,平行金属板C、D之间距离足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计.求:

图13

(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多大?

(2)磁场边界MN有粒子射出的长度范围.(保留一位有效数字)

(3)从0—0.04s时间内,哪些时刻飘人小孔O1的粒子能穿过电场边界并飞出磁场边界MN?

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如图甲所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,上面分别开有正对的小孔O1、O2,金属板C、D接在正弦交流电流上,两板C、D间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示.t=0时刻开始,从小孔O1处不断飘入质量m=3. 2×10-25kg、电荷量e=1. 6 ×10-19C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场,MN与金属板心相距d=10 cm,匀强磁场的磁感应强度大小B=0. 1 T,方向如图甲所示,粒子的重力及粒子之间的相互作用力不计.平行金属板C、D之间的距离足够小,粒子在两板间的运动时间可以忽略不计.求:

(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后能飞出磁场边界MN的最小速度为多大?

(2)从0到0.04 s末的时间内,哪些时刻飘入小孔O1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN?

(3)磁场边界MN有粒子射出的长度范围.(保留一位有效数字)

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如图甲所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,上面分别开有正对的小孔O1和O2,金属板C、D接在正弦交流电源上,两板间的电压UCD随时间t变化的图线如图乙所示。t=0时刻开始,从D板小孔O1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-25 kg,电荷量为q=1.6×10-10 C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零)在C板外侧有以MN为边界的匀强磁场MN,MN与C金属板平行且相距10 cm,匀强磁场大小为0.1 T,方向如图甲所示,粒子的重力及粒子两相互用力忽略不计,平行金属板C、D之间距离是足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计,求:
(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多少?
(2)从0到0.06 s末时间内哪些时间段飘入小孔O2的粒子能穿过电场并飞出磁场边MN?
(3)磁场边界MN有粒子射出的长度范围有多长。(计算结果保留两位有效数字)

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如图中甲所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,上面分别开有正对的小孔O1和O2,金属板C、D接在正弦交流电源上,C、D两板间的电压UCD随时间t变化的图线如图中乙所示.t=0时刻开始,从C板小孔O1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-21kg、电荷量q=1.6×10-15C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场,MN与金属板C相距d=10cm,匀强磁场的大小为B=0.1T,方向如图中所示,粒子的重力及粒子间相互作用力不计,平行金属板C、D之间的距离足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计.求:
(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多大?
(2)从0到0.04s末时间内哪些时刻飘入小孔O1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN?
(3)以O2为原点建立直角坐标系,在图甲中画出粒子在有界磁场中可能出现的区域(用斜线标出),并标出该区域与磁场边界交点的坐标.要求写出相应的计算过程.
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如图甲所示滇空中两水平放置的平行金属板CD,上面分别开有正对的小孔,金属板CD接在正弦交流电源上,CD两板间的电压随时间t变化的图线如图乙所示。t=0时刻开始,从D板小孔处连续不断飘入质量为kg、电荷量C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零)。在C板外侧有以MA为上边界CM为左边界的匀强磁场,MNC金属板相距d=10 cm,C的长度L=10 cm,匀强磁场的大小为B=0.1 T,方向如图甲所示,粒子的重力及粒子间相互作用力不计,平行金属板CD之间的距离足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计。求:

(1)带电粒子经小孔进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多大;

(2)从0到0.04s末时间内哪些时间段飘入小孔的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN

(3)磁场边界MN有粒子射出的长度范围(计算结果保留一位有效数字);

(4)在图中用阴影标出有粒子可能经过的磁场区域。

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