(22分)如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个圆形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向外。一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点O处以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成30°角,经过磁场偏转后,通过P(0,)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力。电子在圆形磁场区域中作圆周运动的轨道半径为,求:
(1)电子从坐标原点O 运动到P点的时间t1;
(2)所加圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)若电子到达y轴上P点时,撤去圆形匀强磁场,同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,电子在第(k+1)次从左向右经过y轴(经过P点为第1次)时恰好通过坐标原点。求y轴左侧磁场磁感应强度大小B2及从P点运动到坐标原点的时间t2
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(22分)如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个圆形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向外。一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点O处以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成30°角,经过磁场偏转后,通过P(0,)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力。电子在圆形磁场区域中作圆周运动的轨道半径为,求:
(1)电子从坐标原点O 运动到P点的时间t1;
(2)所加圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)若电子到达y轴上P点时,撤去圆形匀强磁场,同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,电子在第(k+1)次从左向右经过y轴(经过P点为第1次)时恰好通过坐标原点。求y轴左侧磁场磁感应强度大小B2及从P点运动到坐标原点的时间t2
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(16分)如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向里,边界分别平利于x轴和y轴。一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点为O以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成45°角,经过磁场偏转后,通过P(0,a)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力。
(1)若磁场的磁感应强度大小为B0,求电子在磁场中运动的时间t;
(2)为使电子完成上述运动,求磁感应强度的大小应满足的条件;
(3)若电子到达y轴上P点时,撤去矩形匀强磁场,同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强电场,电子在第(k+1)次从左向右经过y轴(经过P点为第1次)时恰好通过坐标原点。求y轴左侧磁场磁感应强度大小B2及上述过程电子的运动时间t。
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如图所示,金属板MN垂直于纸面放置,MN板中央有小孔O,以O为原点在纸面内建立xoy坐标系,x轴与MN板重合。O点下方的热阴极K通电后能持续放出初速度近似为零的电子,在K与MN板间加一电压,从O点射出的电子速度大小都是v0,方向在纸面内,且关于y轴对称,发散角为2θ弧度。已知电子电荷量为e,质量为m,不计电子间相互作用及重力的影响。
(1)求K与MN间的电压的大小U0。
(2)若x轴上方存在范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感强度B1,求电子打到x轴上落点范围长度为△x。
(3)若x轴上方存在一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场区,磁感强度B2,电子从O点进入磁场区偏转后成为平行于x轴的电子束,求该圆形区域的半径R及电子束的宽度△y。
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如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=h处的M点,以速度比垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h 处的P 点进入磁场,然后垂直于y轴射出磁场.不计粒子重力,求;
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;;
(3)粒子从进入电场到高开磁场经历的总时间t。
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