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发布时间:2023-11-22 17:09:33   来源:文档文库   
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最新物理速度选择器和回旋加速器题20(带答案

一、速度选择器和回旋加速器
1如图所示的直角坐标系xOy,在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场。虚线OA位于第一象限,与y轴正半轴的夹角θ=60°,在此角范围内有垂直纸面向外的匀强磁场;OAy轴负半轴所夹空间里存在与OA平行的匀强电场,电场强度大小E=10N/C。一比荷q=1×106C/kg的带电粒子从第二象限内M点以速度v=2.0×103m/s沿x轴正方向射出,M点到x轴距离d=1.0m,粒子在第二象限内做直线运动;粒子进入第一象限后从直线OA上的P点(P点图中未画出)离开磁场,且OP=d。不计粒子重力。
E0
(1求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值
B0
(2求第一象限内磁场的磁感应强度大小B
(3粒子离开磁场后在电场中运动是否通过x轴?如果通过x轴,求其坐标;如果不通过x轴,求粒子到x轴的最小距离。

【答案】(12.0103m/s(22103T(3不会通过,0.2m【解析】【详解】
(1由题意可知,粒子在第二象限内做匀速直线运动,根据力的平衡有
qvB0qE0
解得
E0
2.0103m/sB0
(2粒子在第二象限的磁场中做匀速圆周运动,由题意可知圆周运动半径
Rd1.0m
根据洛伦兹力提供向心力有
v2
qvBm
R
解得磁感应强度大小
B2103T
(3粒子离开磁场时速度方向与直线OA垂直,粒子在匀强电场中做曲线运动,粒子沿y负方向做匀减速直线运动,粒子在P点沿y轴负方向的速度大小
vyvsin

粒子在电场中沿y轴方向的加速度大小
ay
qEcos
m
设经过t时间,粒子沿y轴方向的速度大小为零,根据运动学公式有
t
vyay

t时间内,粒子沿y轴方向通过的位移大小
y
联立解得
vy2
t
y0.3m
由于
ydcos
故带电粒子离开磁场后不会通过x轴,带电粒子到x轴的最小距离
ddcosy0.2m

2如图所示,有一对水平放置的平行金属板,两板之间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E=200V/m,方向竖直向下;磁感应强度大小为B0=0.1T,方向垂直于纸面向里。图中右边有一半径R0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B=
3
T,方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面,从A点垂直于磁场3
的方向射入平行金属板之间,沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出已知速度的偏向角θ=力。求:
1)离子速度v的大小;2)离子的比荷
π
,不计离子重3
qm
3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。(结果可含有根号和分式)


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/39e19ff6d8ef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e29.html

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