帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題訓(xùn)練-wenkub
2023-04-09 01:11:14 本頁面
【正文】 CD為邊長為a的正方形，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以V0的速度沿紙面垂直于BC邊，射入正方形區(qū)域，在正方形內(nèi)的適當(dāng)區(qū)域中有運(yùn)強(qiáng)磁場。電子從BC邊的任意點(diǎn)入射，都只能從A點(diǎn)射出磁場，求：（1） 此勻強(qiáng)磁場區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大?。?） 此運(yùn)強(qiáng)磁場的最小面積解析：找特殊點(diǎn)C，垂直入射從A點(diǎn)射出，“兩點(diǎn)+方向”畫出圓弧 可知磁場上邊界，軌跡的半徑為a，則：a=mv0/Be求得B=mv0/ae方向垂直于紙面向外。要使粒子進(jìn)入場區(qū)域后能從BC邊射出，試求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍。當(dāng)兩板沒有加電壓時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0，當(dāng)在兩板間加上如圖 15乙所示的交變電壓時(shí)，所有電子均能通過電場，穿過磁場，最后打在豎直放置的熒光屏上(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)?，F(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q0）、動(dòng)能為E0的粒子從坐標(biāo)為（—R，0）的A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域I，最終打在熒光屏甲上，出現(xiàn)亮點(diǎn)N的坐標(biāo)為（，—）。答案v1=v2=(2E0/m)1/2 B1（18分）圖1是示波管的原理圖，它由電子槍、熒光屏和兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極XX?、YY?組成。電子槍中的金屬絲加熱后可以逸出電子，電子經(jīng)加速電極間電場加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極間，兩對偏轉(zhuǎn)電極分別使電子在兩個(gè)相互垂直的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（1）若加速電極的電壓為U0，兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極都不加電壓時(shí)，電子束將沿直線運(yùn)動(dòng)，且電子運(yùn)動(dòng)的軌跡平行每塊金屬板，并最終打在xoy坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)。（2011豐臺一模）1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，解決了粒子的加速問題。兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。加速器接一定涉率高頻交流電源，其電壓為U。從O點(diǎn)以相同速率向不同方向發(fā)射質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑也為r。其中加速電場的電壓為U，靜電分析器中與圓心O1等距各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1。而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。在金屬板的右側(cè)有一區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場，其豎直左邊界MN與OO′垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=，方向垂直于紙面向里。（1）在t=，求該粒子射出電場時(shí)速度的大??；（2）對于所有經(jīng)過電場
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