水平直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,正、负电子同时从MN边界O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m,电量为e) 经一段时间后从边界MN射出。求:
(1)它们从磁场中射出时,出射点间的距离;(画出电子运动的轨迹图)
(2)它们从磁场中射出的时间差。
高三物理选择题中等难度题
水平直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,正、负电子同时从MN边界O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m,电量为e) 经一段时间后从边界MN射出。求:
(1)它们从磁场中射出时,出射点间的距离;(画出电子运动的轨迹图)
(2)它们从磁场中射出的时间差。
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正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞(撞前速度在同一直线上的碰撞)并进行高能物理研究的实验装置(如图甲),该装置一般由高能加速器(同步加速器或直线加速器)、环形储存室(把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室)和对撞测量区(对撞时发生的新粒子、新现象进行测量)三个部分组成.为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞,在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域.对撞区域设计的简化原理如图乙所示:MN和PQ为足够长的竖直边界,水平边界EF将整个区域分成上下两部分,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内,Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小均为B.现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和注入口D同时水平射入,在对撞测量区发生对撞.已知两注入口到EF的距离均为d,边界MN和PQ的间距为L,正电子的质量为m,电量为+e,负电子的质量为m,电量为-e.
(1)试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子;
(2)若L=4d,要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞,求正负电子注入时的初速度大小;
(3)若只从注入口C射入电子,间距L=13(2-)d,要使电子从PQ边界飞出,求电子射入的最小速率,及以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间.
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如图所示,在半径r=0.5m的圆形区域I内有磁感应强度大小、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。区域I的正上方有磁感应强度大小、方向垂直于纸面向内的匀强磁场区域II。区域II水平宽度足够大、高度为d=0.4m,理想水平下边界和区域I的理想边界相切于A点。一足够大且垂直于纸面的薄荧光平板与区域II的理想上边界重合。为纸面内过圆心O的水平直线。在圆的右侧放置一台带电粒子发射器,它向左平行于发射出一束比荷的带正电的相同粒子,粒子的速度大小均为。发射时,这束粒子沿竖直方向均匀分布在上下两侧高度各为的范围内。粒子的重力、粒子间的相互作用力均忽略不计。。求:
(1)粒子在磁场区域I中运动的轨道半径大小。
(2)打到荧光板的粒子占粒子总数的百分比。
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(14分)一质量为m、电荷量为q的带负电的带电粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MN、PQ为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,磁场区域足够长.如图16所示.带电粒子射入时的初速度与PQ成45°角,且粒子恰好没有从MN射出.(不计粒子所受重力)求:
(1)该带电粒子的初速度v0;
(2)该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x.
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(14分)一质量为m、电荷量为q的带负电的带电粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MN、PQ为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,磁场区域足够长.如图所示.带电粒子射入时的初速度与PQ成45°角,且粒子恰好没有从MN射出.(不计粒子所受重力)求:
(1)该带电粒子的初速度v0; 图16
(2)该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x.
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