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复合场问题分析
复合场问题分析
1.如图所示,在x轴上方有匀强电场,场强为E;在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图,在x轴上有一点M,离O点距离为L.现有一带电量为十q的粒子,使其从静止开始释放后能经过M点.如果把此粒子放在y轴上,其坐标应满足什么关系?(重力忽略不计)
2.如图所示,在宽l的范围内有方向如图的匀强电场,场强为E,一带电粒子以速度v垂直于电场方向、也垂直于场区边界射入电场,不计重力,射出场区时,粒子速度方向偏转了θ角,去掉电场,改换成方向垂直纸面向外的匀强磁场,此粒子若原样射入磁场,它从场区的另一侧射出时,也偏转了θ角,求此磁场的磁感强度B.
3.初速为零的离子经过电势差为U的电场加速后,从离子枪T中水平射出,经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN和PQ之间.离子所经空间存在一磁感强度为B的匀强磁场,如图所示.(不考虑重力作用),离子荷质比q/m(q、m分别是离子的电量与质量)在什么范围内,离子才能打在金属板上?
4.如图,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的半径为r0.在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B.在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的s点出发,初速为零.如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中).
1.如图所示,从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E(方向竖直向上)和匀强磁场B(方向垂直于纸面向外)中,发现离子向上偏转,要使此离子沿直线穿过电场?
A.增大电场强度E,减小磁感强度B
B.减小加速电压U ,增大电场强度E
C.适当地加大加速电压U
D.适当地减小电场强度E
1.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和α粒子()比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大
B加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小
C加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小
D加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大
2.如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外.大小可调节的均匀磁场,质量为m,电量+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动,A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速,每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.
(l)设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈,求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En.
(2)为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn.
(3)求粒子绕行n圈所需的总时间tn(设极板间距远小于R).
(4)在(2)图中画出A板电势U与时间t的关系(从t=0起画到粒子第四次离开B板时即可).
(5)在粒子绕行的整个过程中,A板电势是否可始终保持为+U?为什么?
a
b
c
d
S
o
B
~
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