如圖所示，MN為平行金屬板，N板上有一小孔Q，一個粒子源P在M板附近，可釋放初速度為零，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子，粒子經(jīng)板間加速電場加速后，從小孔Q射出，沿半徑為R的圓筒上的小孔E進入圓筒，筒里有平行于筒內(nèi)中心軸的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，筒上另一小孔F與小孔E、Q、P在同一直線上，該直線與磁場垂直，E、F連線為筒的直徑，粒子進入筒內(nèi)磁場偏轉(zhuǎn)，與筒壁碰撞后速度大小不變，方向反向，不計粒子的重力。
（1）要使粒子以速度v進入磁場，M、N間的電壓為多大？
（2）若粒子與筒壁碰撞一次后從F點射出，粒子在磁場中運動的時間為多少？
（3）若粒子從E點進入磁場，與筒壁發(fā)生三次碰撞后從F點射出，則粒子在磁場中運動的路程為多少？（已知tan22.5°=2-1）
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：158引用：4難度：0.4
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1．如圖所示，M和N為平行金屬板，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從M由靜止開始被兩板間的電場加速后，從N上的小孔穿出，以速度v由C點射入圓形勻強磁場區(qū)域，經(jīng)D點穿出磁場，CD為圓形區(qū)域的直徑。已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向外，粒子速度方向與磁場方向垂直，重力忽略不計。
（1）判斷粒子的電性，并求M、N間的電壓U；
（2）求粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑r；
（3）若粒子的軌道半徑與磁場區(qū)域的直徑相等，求粒子在磁場中運動的時間t。發(fā)布：2024/12/29 21:0:1組卷：1315引用：5難度：0.5 -
2．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：78引用：2難度：0.7 -
3．核聚變具有極高效率、原料豐富以及安全清潔等優(yōu)勢，中科院等離子體物理研究所設(shè)計制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實驗裝置（EAST），這是我國科學(xué)家率先建成了世界上第一個全超導(dǎo)核聚變“人造太陽實驗裝置將原子核在約束磁場中的運動簡化為帶電粒子在勻強磁場中的運動，如圖所示，磁場水平向右分布在空間中，所有粒子的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,且粒子的速度在紙面內(nèi)，忽略粒子重力的影響，以下判斷正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：65引用：2難度：0.7
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