题目列表(包括答案和解析)
(带电粒子在电场和磁场叠加场内的运动)如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上.在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度v的带电微粒.发射时,这束带电微粒分布在0<y<2R的区间内.已知重力加速度大小为g.
(1)从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域,并从坐标原点O沿y轴负方向离开,求点场强度和磁感应强度的大小和方向.
(2)请指出这束带电微粒与x轴相交的区域,并说明理由.
(3)若这束带电微粒初速度变为2 v,那么它们与x轴相交的区域又在哪里?并说明理由.
求:(1)该粒子带何种电荷,粒子运动速度v多大?
(2)粒子的比荷为多少?
(3)若将圆形磁场的磁感应强度由B2变为3B2,粒子在圆形磁场中运动的时间t为多少?
求:(1)该粒子带何种电荷,粒子运动速度v多大?
(2)粒子的比荷为多少?
(3)若将圆形磁场的磁感应强度由B2变为3B2,粒子在圆形磁场中运动的时间t为多少?
甲图为质谱仪的原理图,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从C点垂直于MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点,测得G、H间的距离为d,粒子的重力忽略不计.
(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:;
(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件.
如图所示,在y轴左侧放置一加速电场和偏转电场构成的发射装置,C、D两板的中心线处于y=8cm的直线上;右侧圆形匀强磁场的磁感应强度大小为B=T、方向垂直xoy平面向里,在x轴上方11cm处放置一个与x轴平行的光屏。已知A、B两板间电压UAB=100V, C、D两板间电压 UCD="300V," 偏转电场极板长L=4cm,两板间距离d="6cm," 磁场圆心坐标为(6,0)、半径R=3cm。现有带正电的某种粒子从A极板附近由静止开始经电场加速,穿过B板沿C、D两板间中心线y = 8cm进入偏转电场,由y轴上某点射出偏转电场,经磁场偏转后打在屏上。带电粒子比荷=106c/kg,不计带电粒子的重力。求:
(1)该粒子射出偏转电场时速度大小和方向;
(2)该粒子打在屏上的位置坐标;
(3)若将发射装置整体向下移动,试判断粒子能否垂直打到屏上?若不能,请简要说明理
由。若能,请计算该粒子垂直打在屏上的位置坐标和发射装置移动的距离。
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