題目列表(包括答案和解析)
(帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)+帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng),變化規(guī)律分別如圖1、圖2所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向).在t=0時(shí)刻由負(fù)極板釋放一個(gè)初速度為零的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力).若電場(chǎng)強(qiáng)度E0、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0、粒子的比荷
均已知,且t0=
,兩板間距h=
.
(1)求粒子在0~t0時(shí)間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值;
(2)求粒子在板板間做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑(用h表示);
(3)若板間電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間的變化仍如圖1所示,磁場(chǎng)的變化改為如圖3所示,試畫出粒子在板間運(yùn)動(dòng)的軌跡圖(不必寫計(jì)算過程).
(20分)如圖甲所示,間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度
由
板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)
和
取某些特定值時(shí),可使
時(shí)刻入射的粒子經(jīng)
時(shí)間恰能垂直打在
板上(不考慮粒子反彈)。上述
為已知量。![]()
(1)若
,求
;
(2)若
,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大;
(3) 若
,為使粒子仍能垂直打在
板上,求
。
如圖所示,真空室內(nèi)有三個(gè)水平方向足夠長的區(qū)域,區(qū)域I中存在按下圖規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1(磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)為正,
),區(qū)域II中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域III中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,電場(chǎng)區(qū)域沿電場(chǎng)方向的寬度為L三個(gè)區(qū)域的分界線沿水平方向且相互平行.t=0時(shí)刻一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從A處以初速度v0垂直于分界線射入磁場(chǎng),
T時(shí)粒子從P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域II,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后剛好能離開區(qū)域II進(jìn)入?yún)^(qū)域III的電場(chǎng)中,最終在N點(diǎn)(圖中未畫出)離開電場(chǎng),不計(jì)粒子重力,求:
(1)粒子在區(qū)域I做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑;
(2)從t=0到t=2T的時(shí)間內(nèi)粒子通過的路程:
(3)區(qū)域I在豎直方向的寬度;
(4)粒子在區(qū)域II中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及從P點(diǎn)到N點(diǎn)沿水平方向的位移大。
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