(1)当Ⅰ区宽度=L、磁感应强度大小=时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°,求及粒子在Ⅰ区运动的时间t.
(2)若Ⅱ区宽度==L、磁感应强度大小==,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h.
(3)若==L、=,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件. (4)若≠
、≠,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出. 为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区
左边界射入的方向总相同,求、、、之间应满足的关系式.
65.(2011安徽理综,23,难)如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里. 一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经时间从P点射出
(1)求电场强度的大小和方向.
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出. 求粒子运动加速度的大小.
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间. 66.(2011广东理综,35,难)如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力.
=
,
=3和
的圆环区域内,存,一电荷量为+q,质
(1)已知粒子从外圆上以速度射出,求粒子在A点的
初速度的大小.
(2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.
(3)在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?
67.(2012江苏单科,15,难)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压考虑粒子受到的重力.
加速后,水平射入偏转电压为
的平移器,最终从A点水平射入待测区域. 不
(1)求粒子射出平移器时的速度大小; (2)当加速电压变为4
时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U;
68.(2012课标,25,难)如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面). 在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直. 圆心O到直线的距离为R. 现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域. 若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.
69.(2012天津理综,12,难)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义. 如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动. 离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I. 不考虑离子重力及离子间的相互作用.
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化. 若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,
应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
70.(2008重庆理综,25,难)如下图为一种质谱仪工作原理示意图. 在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点. CM垂直磁场左边界于M,且OM=d,现有一正离子束以小发射角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0,若该离子束中比荷为的离子都汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑以沿CM方向运动的离子为研究对象); (2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间; (3)线段CM的长度.
71.(2008海南单科,16,难)如下图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y轴正方向,磁场方向垂直于xy平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样. 一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x轴正向入射. 这时若只有磁场,粒子将做半径为x=
的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动. 现在,只加电场,当粒子从P点运动到平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x轴交于M点. 不
计重力. 求
(Ⅰ)粒子到达x=(Ⅱ)M点的横坐标
平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离; .
72.(2009海南单科,16,难)如图,ABCD是边长为a的正方形. 质量为m、电荷量为e的电子以大小为
v0的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域. 在正方形内适当区域中有匀强磁场. 电子从BC边上的任意点入射,都只能从A点射出磁场. 不计重力,求
(1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小; (2)此匀强磁场区域的最小面积. 答案 : 1.AD : 2.BD : 3.AB : 4.BC : 5.ABC
: 6.BD : 7. ABD : 8.C : 9.C : 10.AD : 11.CD
: 12. C : 13.C : 14.(1)(2)20cm (3)
: 15.(1)0.5N/C, 方向与水平向右方向夹53o角斜向上. (2)1.1m/s, 方向水平向左 (3)
s。 : 16.(1) a
。
: 17.(1) : 18.(1)
(2) (3) (2)
: 19.(1)(2)(3)。
: 20.(1) (2) 。
: 21.(1)(2)(3)a. 相同; b. 。
: 22.(1)(2)(3)
。
: 23.
/mg,
/mg,1
: 24.(1) (2)(3) : 25.(1)(2)。
: 26. (1)
(2)B< (3)
。
: 27.(1)带负电(2)(3)
: 28.(1)v0B(2),n=1、2、3、……(3)
: 29.(1)2.0×104m/s (2)0.036m (3)(0.5+2n) ×10-5s < t< (0.70+2n) ×10-5s(n=0,1,2,3…)。
: 30.(1)(2)(3)小于
: 31.(1) (2) (+1) (3)2a。
: 32.(1)带负电,(2)。
: 33.⑴
⑵4cm(3)
。
: 34. ⑴4×107m/s;⑵0.05m : 35. ⑴,⑵,⑶ : 36. :