中國(guó)“人造太陽(yáng)”在核聚變實(shí)驗(yàn)方面取得新突破,該裝置中用電磁場(chǎng)約束和加速高能離子,其部分電磁場(chǎng)簡(jiǎn)化模型如圖所示,在三維坐標(biāo)系Oxyz中,0<z≤d空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿x軸正方向;-3d≤z<0,y≥0的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為22B,方向平行于xOy平面,與x軸正方向夾角為45°;z<0,y≤0的空間內(nèi)充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),質(zhì)量為m,帶電量為+q的離子,從yOz平面第三象限內(nèi)距y軸為L(zhǎng)的點(diǎn)A以一定速度出射,速度方向與z軸正方向夾角為β,在yOz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O沿z軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,不計(jì)離子重力。
(1)當(dāng)離子甲從A點(diǎn)出射速度為v0時(shí),求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;
(2)若使離子甲進(jìn)入磁場(chǎng)后始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),求進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度vm;
(3)離子甲以qBd2m的速度從O點(diǎn)沿z軸正方向第一次穿過(guò)xOy面進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,求第四次穿過(guò)xOy平面的位置坐標(biāo)(用d表示);
(4)當(dāng)離子甲以qBd2m的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí),質(zhì)量為4m,帶電量為+q的離子乙,也從O點(diǎn)沿z軸正方向以相同的動(dòng)能同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ,求兩離子進(jìn)入磁場(chǎng)后,到達(dá)它們運(yùn)動(dòng)軌跡第一個(gè)交點(diǎn)的時(shí)間差Δt(忽略離子間相互作用)。
2
2
B
q
B
d
2
m
q
B
d
2
m
【考點(diǎn)】帶電粒子在疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:1303引用:2難度:0.2
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1.用鋁板制成如圖所示的框架,將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上板上,讓整體在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng),懸線的拉力為T,則下列說(shuō)法中正確的是( )
發(fā)布:2024/12/12 21:0:2組卷:90引用:2難度:0.4 -
2.如圖所示,水平正對(duì)放置的帶電平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,一帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在使小球從稍低些的b點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入兩板之間的場(chǎng)區(qū)。關(guān)于小球和小球現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)的情況以下判斷中正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/16 5:30:2組卷:45引用:1難度:0.5 -
3.如圖所示,a、b是一對(duì)平行金屬板,分別接到直流電源的兩極上,使a、b兩板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)大小為E),右邊有一塊擋板,正中間開(kāi)有一小孔d,在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里。從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束離子(不計(jì)重力),這些離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè),從孔射出后分成三束,則下列判斷正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/10 16:30:6組卷:131引用:1難度:0.6
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