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如圖,ABCD是邊長(zhǎng)為2a的正方形磁性約束裝置,內(nèi)部存在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),AB、CD中點(diǎn)O、O′處各有一窄縫。平行金屬板M、N和BC邊平行,長(zhǎng)度為2a、兩板間距離為a,其中M板緊靠BC邊且中點(diǎn)處的窄縫與BC邊的窄縫對(duì)齊,在金屬板M、N上加電壓UMN時(shí),兩板間產(chǎn)生的電場(chǎng)可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)。粒子源P不斷向外釋放電量為q>0、質(zhì)量為m的粒子,速度大小在0<v≤v0之間,各個(gè)方向上的粒子數(shù)均勻分布。測(cè)量發(fā)現(xiàn)每秒有N個(gè)粒子從O′點(diǎn)射出,其中速度大小為v0的粒子恰能垂直BC邊從窄縫射出。不考慮粒子所受重力和粒子間相關(guān)作用力,不考慮電、磁場(chǎng)邊界效應(yīng),粒子撞到裝置邊界或極板后馬上被吸收并立即通過(guò)接地線被導(dǎo)走。求:
(1)ABCD內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)大小和方向;
(2)打到BC邊的粒子中,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間;
(3)當(dāng)UMN=0時(shí),N板上有粒子打到的區(qū)域的長(zhǎng)度;
(4)請(qǐng)定性畫出每秒打到N板上的粒子數(shù)n與電壓UMN的關(guān)系圖線(需標(biāo)注特征點(diǎn))。
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【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7組卷:48引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.如圖甲所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi),ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),以平行ad向下為電場(chǎng)的正方向,垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示,圖中E0、B0、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒(可視為質(zhì)點(diǎn))源源不斷地從ad邊中點(diǎn)O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場(chǎng),若t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒,經(jīng)
    T
    2
    時(shí)間后從c點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),t=
    T
    2
    時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒,在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),t=
    T
    8
    時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒從dc邊射出電磁場(chǎng)時(shí)到c點(diǎn)的距離為
    7
    32
    L。顆粒重力不能忽略,不計(jì)顆粒之間的相互作用,重力加速度為g。求:
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    (1)顆粒射入電場(chǎng)時(shí)的初速度v0大小;
    (2)B0的大小。

    發(fā)布:2024/10/17 0:0:1組卷:30引用:1難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M、N兩個(gè)豎直平行金屬板之間的電壓為U,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)粒子重力)從靠近N板的S點(diǎn)由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng),從電場(chǎng)的右邊界y軸上的A點(diǎn)水平向左垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的C點(diǎn)與x軸負(fù)方向成θ=60°角進(jìn)入磁場(chǎng),最后從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),求:
    (1)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAC和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
    (2)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間和從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用時(shí)間的比值。

    發(fā)布:2024/10/19 0:0:1組卷:67引用:2難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.“太空粒子探測(cè)器”是安裝在國(guó)際空間站上的一種探測(cè)宇宙射線的試驗(yàn)設(shè)備,由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示,兩個(gè)同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場(chǎng),方向由內(nèi)弧面指向外弧面,圓心為O,兩弧面間的電勢(shì)差為U,右側(cè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其大小為B(可調(diào)節(jié)),O點(diǎn)為ad邊界的中點(diǎn),PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負(fù)電粒子,均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上,由靜止經(jīng)電場(chǎng)加速后穿過(guò)內(nèi)弧面均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力、粒子間的作用力及碰撞,下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/26 23:0:1組卷:74引用:1難度:0.7
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