題目列表(包括答案和解析)
(14分)如圖所示,加速電場M、N板間距離為L、電壓為U,M板內(nèi)側(cè)中點(diǎn)處有一靜止的帶電粒子(重力可以忽略),質(zhì)量為m,電荷量為q,N板中點(diǎn)處有一小孔S1,其右側(cè)有一內(nèi)壁光滑半徑為R的金屬圓筒,圓筒內(nèi)有垂直圓筒橫截面方向的勻強(qiáng)磁場,圓筒壁上有一小孔S2,S1、S2和圓心O在同一直線上,S1與O的距離為d(d>R),粒子經(jīng)電場加速后射入圓筒,且以最短的時間從小孔S2射出并回到出發(fā)點(diǎn),求(設(shè)碰撞過程無動能損失):
(1)筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大;
(2)帶電粒子的運(yùn)動周期。
(14分)如圖所示,加速電場M、N板間距離為L、電壓為U,M板內(nèi)側(cè)中點(diǎn)處有一靜止的帶電粒子(重力可以忽略),質(zhì)量為m,電荷量為q,N板中點(diǎn)處有一小孔S1,其右側(cè)有一內(nèi)壁光滑半徑為R的金屬圓筒,圓筒內(nèi)有垂直圓筒橫截面方向的勻強(qiáng)磁場,圓筒壁上有一小孔S2,S1、S2和圓心O在同一直線上,S1與O的距離為d(d>R),粒子經(jīng)電場加速后射入圓筒,且以最短的時間從小孔S2射出并回到出發(fā)點(diǎn),求(設(shè)碰撞過程無動能損失):
(1)筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大;
(2)帶電粒子的運(yùn)動周期。
(18分)如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)、外有方向相反的與圓平面垂直的勻強(qiáng)磁場,圓形區(qū)域外的勻強(qiáng)磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從圓弧上P點(diǎn)正對圓心O以速度v進(jìn)入圓形區(qū)域內(nèi)的磁場,經(jīng)過時間從Q點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域外的磁場,不計(jì)粒子重力.求:
(1)粒子在圓形區(qū)域內(nèi)的磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑r;
(2)粒子從P點(diǎn)開始經(jīng)Q點(diǎn)回到P點(diǎn)的最短時間t2;
(3)若粒子從P點(diǎn)以速度正對圓心O進(jìn)入圓形區(qū)域內(nèi)的磁場,則粒子是否能在圓形區(qū)域內(nèi)、外磁場中做周期性運(yùn)動,如果不能,請說明理由;如果能,試求出這個周期.
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