如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场B1,环形区域Ⅱ内有方向垂直xOy平面向外的匀强磁场B2.一质量为m、电量为q、速度为v的带正电粒子(不计重力),从坐标为(0,R0)的A点沿y负方向射入区域Ⅰ,经过x轴上的P点且沿x轴正方向进入区域Ⅱ,接着又从Q点第2次射入区域Ⅰ,已知OQ与x轴正方向成60°.求:
(1)磁场B1的大小;
(2)磁场B2的大小及环形半径R至少为大;
(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的时间t.
高三物理解答题中等难度题
如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xOy平面向里的匀强磁场B1,环形区域Ⅱ内有方向垂直xOy平面向外的匀强磁场B2.一质量为m、电量为q、速度为v的带正电粒子(不计重力),从坐标为(0,R0)的A点沿y负方向射入区域Ⅰ,经过x轴上的P点且沿x轴正方向进入区域Ⅱ,接着又从Q点第2次射入区域Ⅰ,已知OQ与x轴正方向成60°.求:
(1)磁场B1的大小;
(2)磁场B2的大小及环形半径R至少为大;
(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的时间t.
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如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xoy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过x轴上的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xoy平面的匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ,粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ,已知OQ与x轴正方向成60°。不计重力和粒子间的相互作用。求:
(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小;
(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中B2的大小、方向及环形半径R至少为大;
(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的运动周期。
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如图所示,为一磁约束装置的原理图,同心圆圆心O与xOy平面坐标系原点重合。半径为的圆形区域I内有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电荷量为q、动能为的带正电粒子从坐标为(0, )的A点沿y轴负方向射入磁场区域I,粒子全部经过坐标为(,0)的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域II加上方向垂直于xOy平面向外的另一匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域I,所有粒子恰好能够约束在环形区域内,且经过环形区域II的磁场偏转后第一次沿半径方向从区域II射入区域I时经过内圆周
上的M点(M点未画出)。不计重力和粒子间的相互作用。
(1)求区域I中磁感应强度的大小。
(2)若环形区域II中磁感应强度,求M点坐标及环形外圆半径R。
(3)求粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域I至再次以相同速度经过A点的过程所通过的总路程。
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如图所示,为一磁约束装置的原理图,同心圆圆心O与xOy平面坐标系原点重合,半径为的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,一束质量为m,电荷量为q,动能为的带正电粒子从坐标为、的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过坐标为的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xOy平面向外的另一匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ,所有粒子恰好能够约束在环形区域内,且经过环形区域Ⅱ的磁场偏转后第一次沿半径方向从区域Ⅱ射入区域Ⅰ时经过内圆周上的M点点未画出,不计重力和粒子间的相互作用。
区域Ⅰ中磁感应强度的大小;
若环形区域Ⅱ中磁场强度,求M点坐标及环形外圆半径R;
求粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次以相同速度经过A点的过程所通过的总路程。
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如图所示,在坐标xoy平面内有一圆形区域,圆心位于坐标原点O,半径为R,P点坐标(,)。若圆形区域内加一方向垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿y轴正方向射入圆形磁场区域,从圆上的Q点离开该区域,离开时速度方向垂直于y轴。若将磁场换为平行于xoy平面且垂直于y轴的匀强电场,将同一粒子以相同速度在P点沿y轴正方向射入圆形区域,也从Q点离开该区域。不计粒子重力。求:
(1)该粒子在磁场中运动的时间;
(2)电场强度的大小;
(3)该粒子离开电场时的速度(结果可用三角函数值表示)。
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(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
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在xOy平面上以O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动,经时间t后经过x轴上的P点,此时速度与x轴正方向成θ角,如图所示.不计重力的影响,则下列关系一定成立的是( ).
A.若r<,则0°<θ<90° B.若r≥,则t≥
C.若t=,则r= D.若r=,则t=
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在xOy平面内以O为圆心,半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动,经时间t通过x轴上的P点,此时速度与x轴正方向成角,如图所示。不计粒子的重力,下列说法正确的是
A. r一定大于 B. 若,则
C. 若,则 D. 若 ,则
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在xOy平面上以O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动,经时间t后经过x轴上的P点,此时速度与x轴正方向成θ角,如图所示.不计重力的影响,则下列关系一定成立的是( ).
A.若r<,则0°<θ<90° B.若r≥,则t≥
C.若t=,则r= D.若r=,则t=
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在xOy平面上以O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,从原点O以初速度v沿y轴正方向开始运动,经时间t后经过x轴上的P点,此时速度与x轴正方向成θ角,如图所示.不计重力的影响,则下列关系一定成立的是( ).
A. 若r<,则0°<θ<90° B. 若r≥,则t≥
C. 若t=,则r= D. 若r=,则t=
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