如图所示,在虚线PH的右侧是一条形匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。PH左侧是一宽度为d的条形匀强电场,场强大小为E,方向水平向左。在虚线PH上的一点O处有一静止的铀()核水平向左放出一个粒子而衰变为钍(Th)核。已知元电荷电量为e,核子平均质量为m。设粒子与钍核分离后它们之间的作用力忽略不计,涉及动量问题时,亏损的质量可不计。
(1)写出铀核衰变方程;
(2)若粒子恰不离开电场区域,则磁场的宽度至少为多少,才能保证衰变生成物都不会离开磁场区域;
(3)在满足(2)的条件下,粒子和钍核先后经过PH上同一点N。求粒子和钍核从衰变到运动至N点的时间分别为多少。
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如图所示,在宽度均为的两个相邻的.足够长的条形区域内分别有匀强磁场和匀强电场.磁场的磁感应强度大小B=3T,方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一质量为、电荷量的带正电粒子以大小的速度从磁场区域上边界的P点与边界成角斜射入磁场,最后从电场下边界上的Q点射出,已知PQ连线垂直于电场方向,不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中的运动的时间
(2)匀强电场的电场强度的大小,
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如图所示,虚线MN竖直方向,左侧是水平正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B1;MN右侧有竖直方向的匀强电场(如图中竖直线,方向未标出)和垂直于纸面的匀强磁强.一质量为m、带正电电荷量为q的带点小球(可视为质点),从MN左侧的场区沿与电场线成θ角斜向上的直线做匀速运动,穿过MN上的A点进入右侧的场区,恰好在竖直面内绕O点做半径为r的匀速圆周运动,并穿过MN上的P点进入左侧场区.已知MN右侧的电场对MN左侧无影响,当地重力加速度为g,求:
(1)MN左侧匀强电场场强E1的大小;
(2)MN右侧匀强电场E2的大小和方向、匀强磁场磁感应强度B2的大小和方向;
(3)带电小球穿过P点刚进入左侧场区时加速度a的大小和方向。
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如图所示,条形区域I存在垂直纸面向里的匀强磁场,交界右侧条形区域Ⅱ存在水平向左的匀强电场,电场强度为E,磁场和电场的宽度均为L且足够长。在区域左右两边界处分别放置涂有荧光物质的竖直板M、N。粒子源从A处连续不断的发射带负电的粒子,入射方向斜向上方均与M板成60°夹角且与纸面平行,粒子束由速度大小为v和3v的两种粒子组成。当I区域中磁场较强时,M板出现两个亮斑,缓慢减弱磁场,直至M板上的两个亮斑刚好相继消失为止,此时观察到N板上有两个亮斑。已知粒子质量为m,电量为q,不计粒子的重力和相互作用。求此时:
(1)I区域的磁感应强度大小;
(2)速度为v的粒子在磁场和电场中运动的总时间;
(3)两种速度的粒子穿过两场交界处之间的距离。
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如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,其右边可向右无限延伸。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)带电粒子在匀强磁场中的半径
(2)中间磁场区域的宽度d
(3)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.
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如图所示,某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B,方向垂直纸面向里,其右边界可向右边无限延伸。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)带电粒子在磁场中的轨道半径
(2)中间磁场区域的宽度d;
(3)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
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如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域及右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向外和向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。要求:
1.定性画出粒子运动轨迹,并求出粒子在磁场中运动的轨道半径R;
2.中间磁场区域的宽度d;
3.带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
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如图所示,虚线左侧存在方向竖直向上、强度为E的匀强电场和方向垂直纸面向里、强度为B的匀强磁场,虚线右侧存在方向竖直向下、强度也为E的匀强电场, 为以O点为圆心的光滑绝缘圆弧。一质量为m,带电量为+q的小球(可视为质点)由M点静止释放,经过一段时间后运动至M点正下方的Q点(图中没有画出)。已知,电场强度,圆弧半径为L,重力加速度为g。求:
(1)小球运动至N点时对轨道的压力;
(2)M点和Q点之间的距离。
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如图所示的坐标平面内,y轴左侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20 T的匀强磁场,在y轴的右侧存在方向垂直纸面向里、宽度d=12.5 cm的匀强磁场B2,某时刻一质量m=2.0×10-8kg、电量q=+4.0×10-4C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25 m,0)的P点以速度v=2.0×103m/s沿y轴正方向运动.试求:
(1)微粒在y轴左侧磁场中运动的轨道半径;
(2)微粒第一次经过y轴时,速度方向与y轴正方向的夹角;
(3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件.
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