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文档简介
1、本资料来源于七彩教育网磁场1回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两 D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是(BD)A增大匀强电场间的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离D增大 D形金属盒的半径2. 在 XOY平面中有一通电直导线与 OX、 OY轴相交,导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场,通电直导线所受磁场力的方向与OZ轴的正方向相同该磁场的磁感应强度的方向可能是( AB)ZA沿 X 轴负方向FB沿 Y
2、轴负方向OYIC沿 Z 轴正方向D沿 Z 轴负方向X3如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B11T。位于纸面内的细直导线,长 L 1m,通有 I 1A 的恒定电流。当导线与B 成 600 夹角时,发现其受到的安培力为零。则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度 B2 大小可能值I600B1A1TB3 T22C1 TD3 T4. 如图所示, 坐标系 xoy 在竖直平面内, 空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,在 x0 的空间里有沿 x 轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中x 轴上的 A点,沿着与水平方向成0角的斜向下直线做匀速运
3、动, =30经过 y轴上的 B点进入 x0 的区域,要使小球进入 x0 区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x0 区域内另加一匀强电场。若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点,且= ,设OA OC重力加速度为g,求:( 1)小球运动速率的大小。( 2)在 x0 的区域所加电场大小和方向。( 3)小球从 B 点运动 C点所用时间及 OA的长度。yAC0xB4解:( 1)油滴从A 运动到 B 的过程中,油滴受重力、电场力和洛仑兹力作用而处于平衡状态,由题设条件知:sin 30 0 qEBqv所以油滴的运动速率为:2 EvB(2)油滴在 x0, b0)若撤去磁场则小球落在 xz 平面的 P 点( l
4、 , 0,0)已知重力加速度为yM( 0,H,0)(1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行,试判断其可能的具体方向(2)求电场强度E的大小oP(l,0,0) x(3)求小球落至N点时的速率 vzN(l,0,b)x 方向或 y 方向R0(1)用左手定则判断出:磁场方向为(2)在未加匀强磁场时,带电小球在电场力和重力作用下落到P 点,设运动时间为t ,小球自由下落,有H1 gt 22小球沿 x 轴方向只受电场力作用FEqE小球沿 x 轴的位移为l1 at 22小球沿 x 轴方向的加速度FEam联立求解,得mglEqH(3)带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时,洛仑兹力不做功电场力做功为重力做
5、功为WE=qElWG=mgH设落到 N点速度大小为v, 根据动能定理有mgH qEl1 mv22解得H 2l 2v2gH9在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验,其实验装置如图所示。abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和,e是cd边上的中点,荧光e屏 M贴着 cd 放置,能显示从e 孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd 平面的匀强磁场, 磁感应强度大小为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可忽略。粒子经过电压为U的电场加速后, 从 f 孔垂直于 ad 边射入盒内。 粒子经磁场偏转后恰好从e 孔射出。若已知fd=cd=L,不计粒子的重
6、力和abfv粒子之间的相互作用力。请你根据上述条件求出带电粒子的比荷q/m。decM9解:带电粒子进入电场,经电场加速。根据动能定理:2q U mv/2所以v 2qU / m(3 分)fv粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图。设圆周半径为 R,在三角形ode 中 ,有(L R) 2+( L/2) 2=R2(3 分)R5(2分 )ORLR8又q v B mv2(2 分)deR联立求解,得q128Um = 25 B2 L2(5 分)10RCMNdEqCNmACCBRMCAAEdN-q,m A101C2C12qE 2mv2Cv2qE1mmvmvr qBRcot30 qB31 2mEB R3q22A
7、Ca qE md22dat 12A Ct2d2m2a =dqE1t22 qB2Tm1B得t R3m1 分22qE求得t 2t 1 t 2m3 ) 分( 2 2d +1qE2R11如图所示, 在 x0 的空间中, 存在沿 x 轴方向的匀强电场, 电场强度正 E=10 N C; 在xO的空间中,存在垂直 xoy 平面方向的匀强磁场, 磁感应强度 B=0.5T 一带负 电的粒子 ( 比荷 q m=160C kg) ,在 x=0.06m 处的 d 点以 v0=8m s 的初速度沿 y 轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力,求:(1)带电粒子开始运动后第一次通过y 轴时距 O点的距离(2) 带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场( 3)带电粒子运动的周期解: (1) 对于粒子在电场中的运动:aqE 和 d1 at 2m2第次通过y 轴的交点到O点的距离为yl =v 0t将数据代入解得y1=0.069(m)(2)x 方向的速度 vxqE t=1601038 3m / sm200设进入磁场时速度与y 轴的方向为,tanvx833600vy8所以在磁场中作圆周运动所对应的圆心角为2 1200带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为T2m带电粒子在磁场中运动的时间 t 2120 T1 T 0.026sqB3603y 轴的时间 t
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