如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),有一個(gè)半徑為R、圓心O1坐標(biāo)為(0,-3R)的圓形區(qū)域、該區(qū)域內(nèi)存著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1、方向垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng);有一對(duì)平行帶電極板垂直x軸且關(guān)于y軸對(duì)稱放置,極板AB、CD的長(zhǎng)度和兩極板間距均為2R,極板的兩個(gè)端點(diǎn)B和D位于x軸上,AB板帶正電,CD板帶負(fù)電。在第一和第二象限內(nèi)(包括x軸和正y軸上)有垂直于坐標(biāo)平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2(未知)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。另有一塊長(zhǎng)為R、厚度不計(jì)的收集板EF位于x軸上2R~3R的區(qū)間上?,F(xiàn)有一坐標(biāo)在(R,-3R)的電子源能在坐標(biāo)平面內(nèi)向圓形區(qū)域磁場(chǎng)內(nèi)連續(xù)不斷發(fā)射速率均為eB1Rm、方向與y軸正方向夾角為θ(θ可在0~180°內(nèi)變化)的電子。
已知電子的電荷量大小為e、質(zhì)量為m,不計(jì)電子之間的相互作用力,兩極板之間的電場(chǎng)看成勻強(qiáng)電場(chǎng)且忽略極板的邊緣效應(yīng)。電子若打在AB極板上,則即刻被導(dǎo)走且不改變?cè)妶?chǎng)分布;若電子能經(jīng)過(guò)第一、二象限的磁場(chǎng)后打在收集板上也即刻被吸收(不考慮收集板的存在對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響);若電子沒有打在收集板上,則不考慮后續(xù)的運(yùn)動(dòng)。求:
(1)若從θ=60°發(fā)射的電子能夠經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,則兩極板間電壓為多大?
(2)要使第(1)問中的電子能被收集板吸收,則B2應(yīng)為多大?
(3)若B2=47B1,兩極板間的電壓大小可以從0開始調(diào)節(jié)(兩極板極性不變),則從哪些角度發(fā)射的電子可擊中收集板的右端點(diǎn)F?
e
B
1
R
m
4
7
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:186引用:2難度:0.1
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1.如圖1所示,在xOy坐標(biāo)系中,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱,極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成,其中∠OAB=60°,OD=OA.磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里,D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子,現(xiàn)在0~3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓,已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子,在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí),恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上,上述l、m、q、t0為已知量,U0=
,不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響,也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響,求:ml2qt02
(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積;
(3)t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。發(fā)布:2024/12/30 0:0:1組卷:83引用:2難度:0.7 -
2.如圖,半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng),從b點(diǎn)折射出來(lái),若α=60°,則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/6 0:30:5組卷:272引用:2難度:0.6 -
3.如圖所示,三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),∠CAB=30°,∠B=90°,D是AB邊的中點(diǎn)?,F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子(不考慮粒子間的相互作用和粒子重力),若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng),則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為( )
發(fā)布:2025/1/3 0:30:3組卷:301引用:1難度:0.5
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