帶電粒子在復合場中的運動3-wenkub
2023-07-08 08:23:58 本頁面
【正文】 調(diào)研試題25．（22分）如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過10—5s后，電荷以v0=1．5l04m／s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）。（不考慮電子之間的相互作用，不計重力）求（1）第一象限和第四象限中勻強磁場區(qū)域的磁感應強度的方向（2）電子沿紙面垂直于bd邊射入初速度大小（3）電子打到接收屏PQ上的范圍（4）打在接收屏上的電子在磁場中運動的最長時間t（十）紹興市2012年高三教學質(zhì)量調(diào)測25．（22 分）相距很近的平行板電容器，在兩板中心各開有一個小孔，如圖甲所示，靠近A板的小孔處有一電子槍，能夠持續(xù)均勻地發(fā)射出電子，電子的初速度為v0 ，質(zhì)量為m，電量為e，在AB 兩板之間加上圖乙所示的交變電壓，其中0 k 1，；緊靠B 板的偏轉(zhuǎn)電場電壓也等于U0 ，板長為L，兩板間距為d，距偏轉(zhuǎn)極板右端處垂直放置很大的熒光屏PQ。）（1）質(zhì)子在哪些時間段內(nèi)自s1處進入板間，穿出磁場后均能打到收集屏PQ上？（2）質(zhì)子從進入s1到穿出金屬網(wǎng)罩經(jīng)歷的時間記為，寫出與UMN之間的函數(shù)關系（tanx=a 可表示為x=arctana）r0OUMNtT2T3T乙U0+eBMNOPQ甲s2s1v0m（3）若毎秒鐘進入s1的質(zhì)子數(shù)為n，則收集屏PQ電勢穩(wěn)定后的發(fā)熱功率為多少？（八）臺州市2012年高三年級調(diào)考試題第25題圖25．（22分）如圖所示，在xoy坐標系中分布著三個有界場區(qū)：第一象限中有一半徑為r =，磁感應強度B1=1T，方向垂直紙面向里，該區(qū)域同時與x軸、y軸相切，切點分別為A、C；第四象限中，由y軸、拋物線FG（y= 10x2+x ，單位：m）和直線DH（ y = x ，單位：m）構成的區(qū)域中，存在著方向豎直向下、強度E=；以及直線DH右下方存在垂直紙面向里的勻強磁場B2=。圓心角2θ=120176。（3）試證明：題中所有從原點O進入第I象限的粒子都能在正交的電磁場中做直線運動。B1，B2方向均垂直紙面，方向如圖所示。在MNPQ右側(cè)空間有一磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向與等離子體運動的速度垂直且與MN平行，在磁場中放置mnpqm1n1p1q1的長方體金屬收集器，它的橫截面是邊長為L的正方形，其位置如圖所示，長方體側(cè)面mnpq平行于橫截面MNPQ，平面M1N1P1Ql是截面MNPQ及長方體側(cè)面mnpq的中垂面，且mqM1Q1，M1Q1=3L，mn=20L。一個活動周中太陽黑子的相對數(shù)目年平均值最大的那一年稱為太陽峰年，也叫太陽活動極大年。一帶電粒子(不計重力)沿兩板間中心線O1O2從O1點豎直向下以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場、電場復合區(qū)域，然后恰好從左極板下邊緣飛出，在極板間運動的時間為t0。一個電荷量為e、質(zhì)量為m、初速為零的電子，從P點開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進入磁場，電子每次穿越隔離層，時間極短、運動方向不變，其動能損失是每次穿越前動能的10%，最后電子僅能從磁場邊界M′N′飛出。在緊靠電場右側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于紙面向外的勻強磁場，圓形磁場區(qū)域半徑為r。當一帶正電的粒子（質(zhì)量為m，電荷量為q）從A點靜止釋放后，在M點離開電場，并沿半徑方向射入磁場區(qū)域，磁感應強度為B，粒子恰好從N點射出，O為圓心，∠MON＝120176。不計電子所受重力。若僅撤去磁場，該粒子仍從O1點以相同的速度射入，經(jīng)時間打到極板上。在太陽峰年會產(chǎn)生太陽風暴，太陽風暴指太陽在黑子活動高峰階段產(chǎn)生的劇烈爆發(fā)活動。(假設等離子體落到金屬收集器表面被吸收，速度立刻變?yōu)榱?，忽略離子間的相互作用) (1)若沒有金屬收集器，則打在直線M1Q1上的離子，離M1最遠的距離是多少? (2)M到Q哪些位置的離子能被金屬收集器吸收?(3)此金屬收集器單位時間吸收的離子的質(zhì)量為多少?（五）2011學年浙江省第二次五校聯(lián)考axyO25．（22分）如圖所示，在坐標原點有一放射源放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，假設粒子的速率都為v，方向均沿紙面．現(xiàn)在xa的區(qū)域加一垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為，不計粒子的重力．求：（1）粒子在磁場中運動的最短時間是多少？（2）為了使粒子不離開磁場，在x=處放一塊與y軸平行的擋板，該
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