如图所示,以MN为界的两匀强磁场,MN边界上方的磁感应强度大于下方的磁感应强度,有一长为l的平直挡板与分界线重合,在挡板的正中有一带正电粒子,从O点沿图示方向进入中,假设粒子与挡板发生碰撞时没有能量损失,且粒子在下方磁场中运动时不会与挡板发生碰撞,不计粒子重力,若粒子最终能回到出发点.
(1)试画出粒子运动轨迹。
(2)求满足条件的磁感应强度的比值范围。
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如图所示,以MN为界的两匀强磁场,MN边界上方的磁感应强度大于下方的磁感应强度,有一长为l的平直挡板与分界线重合,在挡板的正中有一带正电粒子,从O点沿图示方向进入中,假设粒子与挡板发生碰撞时没有能量损失,且粒子在下方磁场中运动时不会与挡板发生碰撞,不计粒子重力,若粒子最终能回到出发点.
(1)试画出粒子运动轨迹。
(2)求满足条件的磁感应强度的比值范围。
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如图所示,在水平边界MN上方有磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,O、A是MN上的两点,OA距离为L,PQ是一足够长的挡板,粒子打在挡板上均被吸收,开始时P点与O点重合,∠QON=θ=53°。在OA之间有大量质量为m、电荷量为﹢q且速度相同的粒子,速度方向均垂直边界MN竖直向上,且在纸面内。其中从OA中点射入的粒子,恰能垂直打在挡板上(不计粒子重力及其相互作用)
(1)求粒子的初速度大小v0;
(2)求挡板上被粒子打中的长度x1;
(3)若将挡板沿MN向右平移L距离,方向不变;磁感应强度的大小变为原来的一半,求挡板上被粒子打中的长度x2。
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(19分)如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在匀强磁场,其边界线是半径为R的半圆,半圆外磁场方向相垂直于纸面向里,半圆内磁场方向相垂直于纸面向外,磁感应强度大小均为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出,不计微粒的重力。P、O、Q三点均在直线MN上。求:
(1)若带电微粒在磁场中运动的半径,求带电微粒从P到Q的时间
(2)若带电微粒在磁场中运动的半径,求带电微粒从P到Q的时间
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如图所示,在水平分界线KL上方有磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场,下方有垂直于纸面向里的匀强磁场。边界NS和MT间距为2.5h,P、Q分别位于边界NS、MT上距KL为h。质量为m,电荷量为+q的粒子由静止开始经电场加速后(电场未画出),从P点垂直于NS边界射入上方磁场,然后垂直于KL射入下方磁场,最后经Q点射出。
(1)求在磁场中运动的粒子速度大小;
(2)求粒子在磁场中运动的时间;
(3)其它条件不变,减小加速电压,要使粒子不从NS边界射出,求加速电压的最小值。
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如图所示,在水平分界线KL上方有磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场,下方有垂直于纸面向里的匀强磁场。边界NS和MT间距为2.5h,P、Q分别位于边界NS、MT上距KL为h。质量为m,电荷量为+q的粒子由静止开始经电场加速后(电场未画出),从P点垂直于NS边界射入上方磁场,然后垂直于KL射入下方磁场,最后经Q点射出。
(1)求在磁场中运动的粒子速度大小;
(2)求粒子在磁场中运动的时间;
(3)其它条件不变,减小加速电压,要使粒子不从NS边界射出,求加速电压的最小值。
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如图所示,在无限长的竖直边界AC和DE间,上、下部分分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场,上部分区域的磁感应强度大小为B0,OF 为上、下磁场的水平分界线,质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域,经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域,Q与O点的距离为3a,不考虑粒子重力。
(1)求粒子射入时的速度大小;
(2)要使粒子不从AC边界飞出,求下方磁场区域的磁感应强度B1应满足的条件;
(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0,粒子最终垂直DE边界飞出,求边界DE与AC间距离的可能值。
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(20分)如图所示,xOy坐标系的第一象限内,有一边界线OA与y轴的夹角∠AOy=45O,边界线的上方与下方分别存在垂直纸面向外与向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=0.25T.一束带电量q=8.0×10-19C、质量 m=8.0×10-26kg的正离子以v=5×105m/s从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区。求:
(1)离子在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(2)现只改变B的大小,使离子不经过OA边界而直接从y轴离开磁场区域,则B应满足什么条件?
(3)若B=0.125T,且从离子经过Q点开始计时,则离子在哪些时刻恰好经过OA边界?
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如图所示,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°斜向下的匀强电场,MN下方有垂直于纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子以速度v从MN线上的O点垂直电场和磁场方向射入磁场。粒子第一次到MN边界线,并从P点进入电场。已知粒子带电量为q,质量为m,O、P之间的距离为L,匀强电场强度为E,不计粒子的重力。求:
(1)磁感应强度B;
(2)粒子从O点开始到第四次到达MN边界线的总时间t。
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如图所示,虚线 cd 上、下方区域存在方向相同但强弱不同的匀强磁场,带电粒子从边界ab 上的 O 点垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界 ab 上的 P 点射出,现改变虚线 cd 上方磁感应强度的大小,使之变为原来的 2 倍,让该粒子仍以速度 v0 从 O 处沿原方向射入磁场,经磁场偏转后从边界 ab 上的 P′点射出,不计粒子的重力,下列关于粒子的说法正确的是
A. 改变磁场后,粒子离开直线 ab 时的位置不变
B. 改变磁场后,粒子离开直线 ab 时的速度大小不变
C. 改变磁场后,粒子离开直线 ab 时的速度方向不变
D. 改变磁场后,粒子离开直线 ab 所用时间不变
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