21、如图3-96所示,在xOy平面内有许多电子(每个电子质量为m,电量为e)从坐标原点O不断地以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第Ⅰ象限.现加上一个垂直于xOy平面的磁感强度为B的匀强磁场,要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动,试求出符合该条件的磁场的最小面积
y
v0 x O
22、[2008年高考四川卷·24·] 如图,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球P在球面上做π水平的匀速圆周运动,圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<)。
2为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。
23、地球周围有磁场,由太空射来的带电粒子在此磁场中的运动称为漂移。以下描述的是一种假设的磁漂移运动,一带正电的粒子在x = 0,y = 0处沿y方向一某一速度v0运动,空间存在垂直于图中纸面向外的匀强磁场,在y > 0的区域中,磁场强度为B1,在y<0的区域中,磁场强度为B2,B2>B1,如图所示 (1)把粒子出发点x=0处作为第0次过x轴,试求至第n次过x轴的整个过程中,在x轴方向的平均速度v与v0之比,n只取奇数。
(2)若B2:B1= 4,当n很大时,v:v0趋于何值
24、据有关资料介绍,受控热核聚变反应装置中有级高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的容器可装,托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,由磁场将高温、高密等离子体约束在有限的范围内,现按下面的简化条件来讨论这个问题,如图所示,有一个环形区域,其截面内半径为R1=a,外半径为R2=(2√2-1)a,环形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。被磁场围住的中心区域为反应区,反应区内质量为m,电量为q的带电粒子,若带电粒子由反应区沿各个不同射入磁场区域,不计带电粒子重力和运动过程中的相互作用,则;
(1)、要求所有带电粒子均不能穿过磁场外界,允许带电粒子速度的最大值?m多大?
(2)、若一带电粒子以上述最大速度从边界上某点沿圆环半径方向垂直射入磁场,求带电粒子从进入磁场开始到第一次回到出发点所用的时间t.
25、图6所示:由光滑绝缘壁围成的正方形(边长为a)匀强磁场区域的磁感强度为B,质量为m、电量为q的正粒子垂直于磁场方向和边界从下边界正中央的A孔射入该磁场中,粒子碰撞时无能量和电量损失,不计粒子重力和碰撞时间,粒子运动半径小于a,要使粒子仍能从A孔射出,求粒子的入射速度和粒子在磁场中的运动时间?
26、【2007年江苏省】磁谱仪是测量α能谱的重要仪器.磁谱仪的工作原理如图所示,放射源S发出质量为m、电量为q的α粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,被限束光栏Q限制在2φ的小角度内,α粒子经磁场偏转后打到与限束光栏平行的感光胶片P上.(重力影响不计)
(1)若能量在E~E+?E (?E>0,且?E 《E)范围内的α粒子均沿垂直于限束光栏的方向进入磁场.试求这些α粒子打在胶片上的范围?x1
(2)实际上,限束光栏有一定的宽度,α粒子将在2φ角内进入磁场.试求能量均为E的α粒子打到感光胶片上的范围?x2.
(近期已做过的题)物体放置在水平地面上,物理与地面之间的动摩擦因数为μ,物体重为G,欲使物体沿水平地面做匀速直线运动,所用的最小拉力F为多大? N F f mg
θ