如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场以MN为边界,左侧磁感应强度为B1,右侧磁感应强度为B2,B1=2B2=2T,比荷为2×106 C/kg的带正电粒子从O点以v0=4×104 m/s的速度垂直于MN进入右侧的磁场区域,则粒子通过距离O点4cm的磁场边界上的P点所需的时间为( )
A. B.
C. D.
高二物理多选题中等难度题
如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场以MN为边界,左侧磁感应强度为B1,右侧磁感应强度为B2,B1=2B2=2T,比荷为2×106 C/kg的带正电粒子从O点以v0=4×104 m/s的速度垂直于MN进入右侧的磁场区域,则粒子通过距离O点4cm的磁场边界上的P点所需的时间为( )
A. B.
C. D.
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如图所示,在y轴左侧有半径为R的圆形边界匀强磁场,其圆心为x轴上的P点,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。y轴右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为,两磁场的边界相切于O点。在磁场中距离O点右侧R的N点处有一个厚度忽略不计,宽度很窄的挡板,粒子与该挡板碰撞后速度大小不变,反弹后的角度与碰撞前相同(类似光的反射)。现一质量为m,带电量为+q的粒子从A点以速度v,(大小未知)沿着x轴正方向射入磁场,经过一段时间后射离圆形边界的磁场,其速度方向偏离原来方向的夹角为45°.忽略重力和空气阻力。求:
(1)粒子从A出发到第一次离开圆形边界磁场所用的时间;
(2)粒子能否再回到A点,若不能,说明理由;若能,求从A点出发到回到A点所用的时间。
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如图所示,在y轴左侧有半径为R的圆形边界匀强磁场,其圆心为x轴上的P点,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。y轴右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为,两磁场的边界相切于O点。在磁场中距离O点右侧R的N点处有一个厚度忽略不计,宽度很窄的挡板,粒子与该挡板碰撞后速度大小不变,反弹后的角度与碰撞前相同(类似光的反射)。现一质量为m,带电量为+q的粒子从A点以速度v,(大小未知)沿着x轴正方向射入磁场,经过一段时间后射离圆形边界的磁场,其速度方向偏离原来方向的夹角为45°.忽略重力和空气阻力。求:
(1)粒子从A出发到第一次离开圆形边界磁场所用的时间;
(2)粒子能否再回到A点,若不能,说明理由;若能,求从A点出发到回到A点所用的时间。
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如图所示,在xOy平面内MN边界与y轴之间有沿x轴正方向的匀强电场,y轴右侧和MN边界左侧的空间有垂直纸面向里的匀强磁场,左侧磁场的磁感应强度是右侧的2倍。一质量为m、电荷量为–q的负粒子以速度υ0从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场,经过时间t0进入电场,电场区域的宽度为d,电场加速后又进入左侧磁场。粒子重力不计.
(1)求右侧磁场磁感应强度的大小;
(2)若粒子能回到坐标原点O且运动时间最短,求粒子从O点射入到回到O点经过的总时间;
(3)除(2)中的情况外,要使带电粒子能够回到原点O,求电场强度应满足的表达式。
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如图所示,在平面内轴与MN边界之间有沿轴负方向的匀强电场,轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与轴平行且间距保持不变.t=0时刻,一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t0,粒子重力不计。
求:(1)求磁感应强度的大小B;
(2)若t=5t0时粒子回到原点O,求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0;
(3)若带电粒子能够回到原点O,则电场强度E的大小应满足什么条件?
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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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