(l0分)磁聚焦被廣泛的應(yīng)用在電真空器件中,如圖所示,在坐標(biāo)中存在有界的勻強聚焦磁場,方向垂直坐標(biāo)平面向外,磁場邊界PQ直線與x軸平行,距x軸的距離為,邊界POQ的曲線方程為。且方程對稱y軸,在坐標(biāo)x軸上A處有一粒子源,向著不同方向射出大量質(zhì)量均為m、電量均為q的帶正電粒子,所有粒子的初速度大小相同均為v,粒子通過有界的勻強磁場后都會聚焦在x軸上的F點.已知A點坐標(biāo)為(-a,0),F(xiàn)點坐標(biāo)為(a,0).不計粒子所受重力和相互作用求:
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度;
(2)粒子射入磁場時的速度方向與x軸的夾角為多大時,粒子在磁場中運動時間最長,最長對間為多少?
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔,內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場,且與圓心O1等距各點的電場強度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi),分布著方向垂直于紙面的勻強磁場,其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零,重力不計),經(jīng)加速電場加速后,從M點沿垂直于該點的電場方向進(jìn)入靜電分析器,在靜電分析器中,離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運動,并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點射入磁分析器中,最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出,并進(jìn)入收集器。已知加速電場的電壓為U,磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。
(1)請判斷磁分析器中磁場的方向;
(2)求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大。
(3)求磁分析器中Q點與圓心O2的距離d。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
一個帶正電的微粒,從A點射入水平方向的勻強電場中,微粒沿直線AB運動,如圖,AB與電場線夾角θ=30°,已知帶電微粒的質(zhì)量m=1.0×10-7kg,電量q=1.0×10-10C,A、B相距L=20cm.(取g=10m/s2,結(jié)果保留二位有效數(shù)字)求:
(1)說明微粒在電場中運動的性質(zhì),要求說明理由.
(2)電場強度的大小和方向?
(3)要使微粒從A點運動到B點,微粒射入電場時的最小速度是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B;在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強電場,場強為E。一質(zhì)量為m,電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點O沿著y軸正方向射出。射出之后,第三次到達(dá)x軸時,它與點O的距離為L。
①帶電粒子在磁場中做何種運動?
②帶電粒子在電場中做何種運動?
③求此粒子射出時的速度v
④運動的總路程s(重力不計)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
回旋加速器D形盒的半徑為r,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B。一個質(zhì)量了m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速。
(1)求該回旋加速器所加交變電場的頻率;
(2)求粒子離開回旋加速器時獲得的動能;
(3)有同學(xué)想自利用該回旋加速器直接對質(zhì)量為m、電量為2q的粒子加速。能行嗎?行,說明理由;不行,提出改進(jìn)方案.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,三個同心圓是磁場的理想邊界,圓1半徑R1=R、圓2半徑R2=3R、圓3半徑R3(R3>R2)大小未定,圓1內(nèi)部區(qū)域磁感應(yīng)強度為B,圓1與圓2之間的環(huán)形區(qū)域是無場區(qū),圓2與圓3之間的環(huán)形區(qū)域磁感應(yīng)強度也為B。兩個區(qū)域磁場方向均垂直于紙面向里。t=0時一個質(zhì)量為m,帶電量為+q(q>0)的離子(不計重力),從圓1上的A點沿半徑方向以速度飛進(jìn)圓1內(nèi)部磁場。問:
(1)離子經(jīng)多長時間第一次飛出圓1?
(2)離子飛不出環(huán)形磁場圓3邊界,則圓3半徑R3至少為多大?
(3)在滿足了(2)小題的條件后,離子自A點射出后會在兩個磁場不斷地飛進(jìn)飛出,從t=0開始到離子第二次回到A點,離子運動的總時間為多少?
(4)在同樣滿足了(2)小題的條件后,若環(huán)形磁場方向為垂直于紙面向外,其它條件不變,從t=0開始到離子第一次回到A點,離子運動的路徑總長為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,O、P、Q三點在同一水平直線上,OP=L,邊長為L的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強磁場,左側(cè)有水平向右的勻強電場,場強大小為E,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從O點由靜止開始釋放,帶電粒子恰好從M點離開磁場,不計帶電粒子重力,求:
⑴磁感應(yīng)強度大小B;
⑵粒子從O點運動到M點經(jīng)歷的時間;
⑶若圖中電場方向改為豎直向下,場強大小未知,勻強磁場的磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍,當(dāng)粒子從O點以水平速度v0射入電場,從PN的中點進(jìn)入磁場,從N點射出磁場,求帶電粒子的初速度v0。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,虛線OL與y軸的夾角為θ=60°,在此角范圍內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子從左側(cè)平行于x軸射入磁場,入射點為M。粒子在磁場中運動的軌道半徑為R。粒子離開磁場后的運動軌跡與x軸交于P點(圖中未畫出),且OP=R。不計重力。求M點到O點的距離和粒子在磁場中運動的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
一平面線圈用細(xì)桿懸于P點,開始時細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動,已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次依次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時,順著磁場的方向看去,線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為( )
A.逆時針方向逆時針方向 | B.逆時針方向順時針方向 |
C.順時針方向順時針方向 | D.順時針方向逆時針方向 |
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