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《磁场6-带电粒子在匀强磁场中运动的临界和极值问题1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、Pl1・・・;XvxX£*xx赳••;XX哭Blx、丨内1核乳胶片•・•1若速度相同的同一束粒子由⑴粒子的比荷；⑵速度vo和力的大小;⑶速度为V.的粒子从O到DZT所用的时间。1•1•:BC:XX；D11•111•11■:X1X:1«60e•::XX:111111工…1-<--r--1…V*11■11•11:XX:11.11•11:XX:•丄dX」。AOA9磁场6（带电粒子在匀强磁场中运动的临界问题1）班级姓名1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明.同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，
2、则下列相关说法中正确的是（）A・该束带电粒子带负电B.速度选择器的P】极板带正电C.在爲磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D.在虽磁场中运动半径越大的粒子，荷质比盒越小2.如图所示，条形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度〃的大小均为0.3T,AABBCCDZT为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，磁场宽度及BBCC之间的距离〃=lm。一束带正电的某种粒子从4T上的0点以沿与力4成60。角.大小不同的速度射入磁场，当粒子的速度小于某一值v0时,粒子在区域I内的运动时间『0=4x1
3、0*当粒子速度为旳时，刚好垂直边界〃歹射出区域I。取曲3,不计粒子所受重力。求:3.如图所示，有一半径为7?i=lm的圆形磁场区域，圆心为O,另有一外半径为内半径为人i的同心环形磁场区域，磁感应强度大小均为Z?=0.5T,方向相反，均垂直于纸面，一带正电粒子从平行极板下板P点静止释放，经加速后通过上板小孔0垂直进入环形磁场区域，已知点P、0、O在同一竖直线上，上极板与环形磁场外边界相切，粒子比荷^//W=4xlO7C/kg,不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应，求：（1）若加速电压^=1.25x102V,则粒子刚进入环形磁场
4、时的速度必多大？（2）要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，加速电压6应满足什么条件？（3）若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能水平通过圆心O,2.如图所示，有一半径为7?i=lm的圆形磁场区域，圆心为O,另有一外半径为内半径为人i的同心环形磁场区域，磁感应强度大小均为Z?=0.5T,方向相反，均垂直于纸面，一带正电粒子从平行极板下板P点静止释放，经加速后通过上板小孔0垂直进入环形磁场区域，已知点P、0、O在同一竖直线上，上极板与环形磁场外边界相切，粒子比荷^//W=4xlO7C/kg,不计粒子的重力，且不考虑粒子的
5、相对论效应，求：（1）若加速电压^=1.25x102V,则粒子刚进入环形磁场时的速度必多大？（2）要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，加速电压6应满足什么条件？（3）若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能水平通过圆心O,最后返回到出发点，则粒子从Q孔进入磁场到第一次经过O点所用的时间为多少？2.如图所示，半径分别为处〃的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场，中心O处固定一个半径很小（可忽略）的金属球，在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场，小圆周与金属球间电势差为3两圆之间的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，设有一个
6、带负电的粒子从金属球表面沿+x轴方向以很小的初速度逸出，粒子质量为加，电量为0,（不计粒子重力，忽略粒子初速度）求：（1）粒子到达小圆周上时的速度为多大？（2）粒子以（1）中的速度进入两圆间的磁场中，当磁感应强度超过某一临界值时，粒子将不能到达大圆周，求此最小值〃。（3）若磁感应强度取（2）中最小值，且〃=心+1）“，要粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出发点，粒子需经过多少次回旋？并求粒子在磁场中运动的时间。（设粒子与金属球正碰后电量不变且能以原速率原路返回）3.如图所示，在纸面内有一条过原点O的虚线MMMN与x轴正方向的
7、夹角为30。，在上有一点儿OA=L,在x轴上有一点C,坐标为斗=（¥+乎）£。空间有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,虚线MN是它们的理想边界，区域I的磁感应强度的大小为〃。在原点O处有一粒子源，可在纸面内向区域I发射质量相同、电荷量相同、速率不同的正粒子，正粒子的速度方向与的夹角a在0〜兀的范围内。其中，一入射方向为a=30°＞速度大小为％的粒子射入区域I,从力点第一次进入区域II,从C点第一次穿过x轴。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。（1）求区域II中磁场的磁感应强度大小〃2；（2）速度方向与A/N的夹角《=
8、30。的所有粒子中，有些粒子能够通过/点，求这些粒子的速度大小；（3）粒子源射出的所有粒子中，有些粒子不能穿过x轴，求这些粒子的速度方向与MN的夹角a应满足的条件。ID02BrDr又由动能定理得:qU^jtnv由以上④⑤⑥联立得/XI；XIXXX*XX、、f、
