(14分)如图甲所示,在水平放置的两平行金属板的右侧存在着有界的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场边界和与平行板的中线垂直。金属板的两极板间的电压,匀强磁场的磁感应强度。现有带正电的粒子以的速度沿两板间的中线连续进入电场,恰能从平行金属板边缘穿越电场射入磁场。已知带电粒子的比荷,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计(结果保留两位有效数字)。
(1)求射入电场的带电粒子射出电场时速度的大小和方向。
(2)为使射入电场的带电粒子不会由磁场右边界射出,该匀强磁场区的宽度至少为多大?
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(14分)如图甲所示,在水平放置的两平行金属板的右侧存在着有界的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场边界和与平行板的中线垂直。金属板的两极板间的电压,匀强磁场的磁感应强度。现有带正电的粒子以的速度沿两板间的中线连续进入电场,恰能从平行金属板边缘穿越电场射入磁场。已知带电粒子的比荷,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计(结果保留两位有效数字)。
(1)求射入电场的带电粒子射出电场时速度的大小和方向。
(2)为使射入电场的带电粒子不会由磁场右边界射出,该匀强磁场区的宽度至少为多大?
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如图所示,两平行金属板水平放置,间距为d,两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域,磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里,磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源,可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子,改变电源电压,当电源电压为U时,粒子恰好能沿直线飞出平行金属板,粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束,经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场,而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直,粒子之间的相互作用不计,粒子的重力不计,试求:
(1)带电粒子从发射源发出时的速度;
(2)两种粒子的比荷和分别是多少;
(3)带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
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如图,长为L的平行金属板M、N水平放置,板间距也为L,两板间有方向竖直向下的匀强电场,其右侧空间有宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的边界竖直。一质量为m、电荷量为q的正电荷以水平向右的初速度v0从M、N板左侧正中进入电场,恰好从N板右端射出电场,且进入磁场后恰好不从磁场右边界射出磁场。不计电荷重力。求:
(1)穿越电场的过程中,电场力对电荷的冲量大小;
(2)磁感应强度大小。
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如图,长为L的平行金属板M、N水平放置,板间距也为L,两板间有方向竖直向下的匀强电场,其右侧空间有宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的边界竖直。一质量为m、电荷量为q的正电荷以水平向右的初速度v0从M、N板左侧正中进入电场,恰好从N板右端射出电场,且进入磁场后恰好不从磁场右边界射出磁场。不计电荷重力。求:
(1)穿越电场的过程中,电场力对电荷的冲量大小;
(2)磁感应强度大小。
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如图所示,金属板板竖直平行放置,中心开有小孔,板间电压为金属板水平平行放置,间距为、板长为,其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场。磁场边界与竖直边界的夹角为60°。现有一质量为,电荷量为的正电粒子,从极板的中央小孔处由静止出发,穿过小孔后沿EF板间中轴线进入偏转电场,从处离开偏转电场,平行AC方向进入磁场。若距磁场与两边界的交点距离为,忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应,试求:
(1)粒子到达小孔时的速度
(2) 两极板间电压
(3)要使粒子进入磁场区域后能从 边射出,磁场磁感应强度的最小值.
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如图所示,金属板M、N板竖直平行放置,中心开有小孔,板间电压为U0,E、F金属板水平平行放置,间距为d,板长为L,其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场AC边界与AB竖直边界的夹角为60°,现有一质量为m、电荷量为q的正电粒子,从极板M的中央小孔s1处由静止出发,穿过小孔s2后沿EF板间中轴线进入偏转电场,从P处离开偏转电场,平行AC方向进入磁场,若P距磁场AC与AB两边界的交点A距离为a,忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应,试求:
(1)粒子到达小孔s2时的速度v0;
(2)EF两极板间电压U;
(3)要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出,磁场磁感应强度的最小值。
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如图,金属板M、N板竖直平行放置,中心开有小孔,板间电压为,E、F金属板水平平行放置,间距和板长均为d,其右侧区域有垂直纸面向里足够大的匀强磁场,磁场上AC边界与极板E在同一条直线上。现有一质量为m、电荷量为q的正电粒子,从极板M的中央小孔处由静止释放,穿过小孔后沿EF板间中轴线进入偏转电场,从AD边界上的P处离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应,求:
(1)粒子到达小孔时的速度;
(2)P点与上极板的距离h;
(3)要使粒子进入磁场区域后不能从AC边射出,磁场磁感应强度的最小值。
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如图所示,两平行金属板水平放置,板间存在垂直纸面的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场。金属板右下方以MN为上边界,PQ为下边界,MP为左边界的区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场宽度为d,MN与下极板等高,MP与金属板右端在同一竖直线。一个电荷量为q、质量为m的正离子以初速度在两板间沿平行于金属板的虚线射入金属板间。不计粒子重力。
(1)已知离子恰好做匀速直线运动,求金属板间的磁感应强度B0;
(2)若撤去板间磁场B0,离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场,方向与水平方向成30°角,离子进入磁场运动后从磁场边界点射出,求该磁场的磁感应强度B的大小。
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如图所示,在虚线的右侧存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。有一个直角三角形金属框,线框左边与磁场边界平行,线框的电阻为R.线框以速度做匀速直线运动,以线框的左边刚要离开磁场时开始计时,E表示线框的感应电动势的大小,F表示安培力的大小,P表示线框的电功率的大小,I表示线框中的感应电流的大小,则下列关系正确的是)( )
A.
B.
C.
D.
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