如圖所示，空間中有一半徑為R、圓心處于O點(diǎn)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。其底部A點(diǎn)有一電子源可向圓形磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向內(nèi)持續(xù)發(fā)射速度大小為v0，質(zhì)量為m,電量為e的電子。圓形磁場(chǎng)右側(cè)緊靠著一電子收集裝置，該裝置主要由長(zhǎng)為2R、間距為2R的平行金屬板MN和PQ構(gòu)成，平行金屬板中心軸線過磁場(chǎng)圓心O點(diǎn)，金屬板之間加恒為UMN=mv02e的電壓，PQ板接地，當(dāng)電子碰到金屬板立即被收集中和。未能收集的電子射出平行金屬板后會(huì)撞上另一收集裝置BC板（足夠長(zhǎng)），B點(diǎn)在金屬板右端點(diǎn)QN連線的延長(zhǎng)線上，并與延長(zhǎng)線的夾角為θ（θ可調(diào)）。不計(jì)電子之間的相互作用和場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，則：
（1）現(xiàn)要求所有電子均能平行進(jìn)入金屬板間，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（2）若電子初速度滿足（1）的條件且進(jìn)入收集裝置時(shí)在豎直方向分布均勻，單位時(shí)間內(nèi)電子數(shù)為n,求平行金屬板的收集效率和單位時(shí)間內(nèi)電子減少的總電勢(shì)能；
（3）在（2）中未能收集的電子離開平行金屬板后與BC板發(fā)生碰撞，要求電子垂直撞擊BC板，應(yīng)調(diào)整θ為多少？調(diào)整后與BC撞擊的電子有60%被完全吸收，40%電子會(huì)被反彈，反彈后的速度大小減小為原來一半，求BC板受到的作用力大小。
m
v
0
2
e
【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問題．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/28 8:0:9組卷：192引用：2難度：0.2
相似題
-
1．如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場(chǎng)加速，并從y軸上的A點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入第四象限，最后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn)（圖中未畫出）。已知電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，不考慮粒子受到的重力，則（ ?。?/h2>E=BqU6m發(fā)布：2024/12/20 7:0:1組卷：102引用：1難度：0.3 -
2．如圖所示，平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相鄰邊界間距均為L(zhǎng)=0.2m,一個(gè)質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場(chǎng)中緊靠邊界M的O點(diǎn)，以垂直電場(chǎng)方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子剛好不從磁場(chǎng)的邊界P射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，求：
（1）粒子從O開始第一次運(yùn)動(dòng)到邊界N時(shí)速度的大小；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br />（3）粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。發(fā)布：2024/12/20 2:30:1組卷：178引用：4難度：0.5 -
3．如圖所示，在y＞0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y＜0的空間中存在方向垂直xOy平面（紙面）向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，比荷C/kg,自y軸上的P1點(diǎn)以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場(chǎng)；然后經(jīng)過x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計(jì)粒子重力。求：3d=23
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）粒子從點(diǎn)P1到第一次經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O所用的時(shí)間t。發(fā)布：2024/12/15 17:30:1組卷：460引用：1難度：0.6
把好題分享給你的好友吧~~