在平面上有一片稀疏的電子處在的范圍內(nèi)，從負(fù)半軸的遠(yuǎn)處以相同的速率沿著軸方向平行地向軸射來. 試設(shè)計(jì)一個(gè)磁場(chǎng)，使得所有電子均通過原點(diǎn)，然后擴(kuò)展到在范圍內(nèi)繼續(xù)沿著正方向飛行（如圖，虛線內(nèi)范圍）

第IV象限的磁場(chǎng)區(qū)域與第I象限的磁場(chǎng)區(qū)域關(guān)于軸對(duì)稱，的方向與方向相反，大小相等.不難知道，第II、III象限中的磁場(chǎng)區(qū)域亦與前者十分類似，只是需要調(diào)整速度和粒子束寬度對(duì)其的影響，由此且BII與BIII方向相反.

電子分布稀疏，電子間的互相作用可略，我們?cè)谒膫�(gè)象限分別設(shè)計(jì)磁場(chǎng)區(qū)域，先考慮第I象限，這時(shí)可將O點(diǎn)視為電子發(fā)射源，所發(fā)射的電子均具速率，初速方向與軸夾角滿足
考慮到電子應(yīng)朝軸方向偏轉(zhuǎn)，故應(yīng)垂直于平面朝里，在該磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)電子做半徑為

的圓周運(yùn)動(dòng)，其中與分別為電子質(zhì)量和電子電量的絕對(duì)值。電子到達(dá)磁場(chǎng)邊后[點(diǎn)]，即沿圓切線方向朝軸正方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示應(yīng)有

消去便得磁場(chǎng)邊界方程

故該區(qū)域也是半徑為的圓. 由于。故的電子軌道對(duì)應(yīng)的那部分磁場(chǎng)區(qū)域成為多余的部分，因此可用的電子軌道[其方程為，圖中已畫出它的圓軌道]I來約束所取磁場(chǎng)區(qū)域。這樣，第I象限設(shè)計(jì)出的磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)?br />圓：
圓：

所包圍的區(qū)域，即圖中畫平行斜線的區(qū)域.由題中的限制可知R1=2H，于是該區(qū)域中

的方向如圖所示.
完全相似的分析表明，第IV象限的磁場(chǎng)區(qū)域與第I象限的磁場(chǎng)區(qū)域關(guān)于軸對(duì)稱，的方向與方向相反，大小相等.不難知道，第II、III象限中的磁場(chǎng)區(qū)域亦與前者十分類似，只是需要調(diào)整速度和粒子束寬度對(duì)其的影響，由此且BII與BIII方向相反.
綜上所述，設(shè)計(jì)的一組磁場(chǎng)區(qū)域如圖所示
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，L1和L2為兩平行的虛線，L1上方和L2下方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A、B兩點(diǎn)都在L2上.帶電粒子從A點(diǎn)以初速v斜向上與L2成30°角射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點(diǎn)，經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度方向也斜向上，不計(jì)重力影響，下列說法中正確的是：(       )

A.該粒子一定帶正電
B.帶電粒子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度一定與在A點(diǎn)時(shí)速度相同
C.若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)初速度變大(方向不變)，它仍能經(jīng)過B點(diǎn)
D.若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)初速度方向改為與L2成45°角斜向上，它仍能經(jīng)過B點(diǎn).

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在一個(gè)邊界為等邊三角形的區(qū)域內(nèi)，存在一個(gè)方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)邊界上的P點(diǎn)處有一個(gè)粒子源，發(fā)出比荷相同的三個(gè)粒子a、b、c（不計(jì)重力）沿同一方向進(jìn)入磁場(chǎng)，三個(gè)粒子通過磁場(chǎng)的軌跡如圖所示，用ta、tb、tc分別表示a、b、c通過磁場(chǎng)的時(shí)間；用ra、rb、rc分別表示a、b、c在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑，則下列判斷正確的是
A．ta=tb＞tcB．tc＞tb＞taC．rc＞rb＞raD．rb＞ra＞rc

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

21．(19分)

圖為“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，加速電場(chǎng)的電壓為U，靜電分析器中與圓心01等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向沿徑向，磁分析器中以02為圓心、圓心角為90o的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右端面平行。由離子源發(fā)出的一質(zhì)量為m、電荷量為g的正離子(初速度為零，重力不計(jì))經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，沿半徑為R的四分之一圓弧軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從N點(diǎn)射出，接著由P點(diǎn)垂直磁分析器的左邊界射入，最后垂直于下邊界從Q點(diǎn)射出并進(jìn)入收集器。已知Q點(diǎn)與圓心02的距離為d。求：
(1)磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；
(2)靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
(3)現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為0．9m、電荷量仍為g的另一種正離子，其它條件不變。試直接指出該離子進(jìn)入磁分析器時(shí)的位置，它射出磁場(chǎng)的位置在Q點(diǎn)的左側(cè)還是右側(cè)?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（13分）在以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心、邊長為L的正方形EFGH區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。在A處有一個(gè)粒子源，可以連續(xù)不斷的沿-x方向射入速度不同的帶電粒子，且都能從磁場(chǎng)的上邊界射出。已知粒子的質(zhì)量為m，電量大小為q，重力不計(jì)，不考慮粒子間的相互作用。

（1）試判斷粒子的電性；
（2）求從F點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）若粒子以速度射入磁場(chǎng)，求粒子由EF邊射出時(shí)的位置坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的粒子以速度從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從點(diǎn)b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E、方向沿x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過了b點(diǎn)正下方的c點(diǎn)，如圖所示．粒子的重力不計(jì)，試求：
⑴圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小面積．
⑵粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
⑶c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離d．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

y軸右方有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子以速度v水平向右通過x軸上P點(diǎn)，最后從y軸上的M點(diǎn)射出磁場(chǎng)。已知M點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離為H，質(zhì)子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向夾角θ=30°，求

(1)磁感強(qiáng)度大小和方向。
(2)適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，在y軸右方再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)就可以使質(zhì)子最終能沿y軸正方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)。從質(zhì)子經(jīng)過P點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，再經(jīng)多長時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)？電場(chǎng)強(qiáng)度多大？方向如何？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容  器兩板間，距下板0.8 cm，兩板間的電勢(shì)差為300 V.如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長時(shí)間?

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同步練習(xí)冊(cè)答案