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試題詳情
如圖,某圓形薄片置于xOy水平面上,圓心位于坐標原點O,xOy平面上方存在大小為E、沿z軸負向的勻強電場,以該圓形絕緣材料為底的圓柱體區(qū)域內存在大小為B、沿z軸正向的勻強磁場,圓柱體區(qū)域外無磁場?,F(xiàn)可從原點O向xOy平面上方的各方向發(fā)射電荷量為q、質量為m、速度大小為v的帶正電荷的粒子。粒子重力忽略不計,不考慮粒子間的相互作用,不計碰撞時間。
(1)若粒子每次與材料表面的碰撞為彈性碰撞,且從原點O發(fā)出的所有粒子都被該電場和磁場束縛在上述圓柱體內,則此圓形薄片的半徑至少為多大?
(2)若某粒子每次與材料表面的碰撞點都在坐標原點O,則此粒子的發(fā)射方向與z軸正方向夾角的三角函數(shù)值須滿足什么條件?
(3)若在粒子每次與材料表面碰撞后的瞬間,速度豎直分量反向,水平分量方向不變;豎直方向的速度大小和水平方向的速度大小均按同比例減小,以至于動能減小75%。求發(fā)射方向與z軸正向成45°角的粒子從發(fā)射直至最終動能耗盡而沉積于材料表面所經歷的時間。
【考點】
帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動
;
從能量轉化與守恒的角度解決電場中的問題
.
【答案】
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0
組卷:155
引用:2
難度:0.2
相似題
1.
如圖所示,一對長平行柵極板水平放置,極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場,極板與可調電源相連,正極板上O點處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為v
0
、帶正電的粒子束,單個粒子的質量為m、電荷量為q,一足夠長的擋板OM與正極板成37°角傾斜放置,用于吸收打在其上的粒子,C、P是負極板上的兩點,C點位于O點的正上方,P點處放置一粒子靶(忽略靶的大小),用于接收從上方打入的粒子,CP長度為L
0
,忽略柵極的電場邊緣效應、粒子間的相互作用及粒子所受重力,sin37°=
3
5
。
(1)若粒子經電場加速一次后正好打在P點處的粒子靶上,求可調電源電壓U
0
的大小;
(2)調整電壓的大小,使粒子不能打在擋板OM上,求電壓的最小值U
min
;
(3)若L
0
=
5
m
v
0
q
B
,當電壓從零開始連續(xù)緩慢增加時,求粒子靶最多能接收到幾種能量的粒子。(假定在每個粒子的整個運動過程中電壓恒定)
發(fā)布:2024/10/19 11:0:2
組卷:23
引用:1
難度:0.5
解析
2.
如圖所示,電子射線管放在U形磁鐵的N極和S極之間,射線管的P和Q兩極分別接在直流高壓電源的正極和負極,此時熒光屏上顯示的電子束運動徑跡將( )
A.向上偏轉
B.向下偏轉
C.不發(fā)生偏轉
D.先向上偏轉后向下偏轉
發(fā)布:2024/10/20 4:0:2
組卷:8
引用:2
難度:0.7
解析
3.
如圖所示,在xOy平面內,有一曲線,其函數(shù)關系滿足
y
=
x
2
4
,在曲線上有一點P,其x軸坐標x=2m,在y軸上有一Q點,其坐標為
(
0
,
1
+
2
3
)
。從Q點沿平行于x軸方向以初速度v
0
射入一質量為m=2×10
-9
kg、帶電量大小為q=10
-5
C的帶電粒子(不計重力),在一象限存在垂直于xOy平面向外、磁感應強度B=2T的勻強磁場,該帶電粒子恰好通過P點,則( )
A.該帶電粒子帶正電,初速度
v
0
=
4
3
3
×
1
0
4
m
/
s
B.該帶電粒子從Q到P的時間為
t
=
π
×
10
-
4
3
s
C.該帶電粒子的軌道半徑
R
=
3
m
D.若保持其它條件不變,將磁場撤去,加一沿y軸負方向的勻強電場,該粒子也恰好從P點射出,則電場強度
E
=
32
3
3
×
1
0
4
N
/
C
發(fā)布:2024/10/25 13:30:2
組卷:30
引用:2
難度:0.7
解析
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