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洛伦兹力的应用(二)n单个粒子在磁场中的应用n一群粒子在磁场中的应用例1.如图两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5cm,板间距d=3cm,两板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B6.010-2T,两板加上如图示的周期性电压且A板总带正电,当t0时,有一质量为m1.010-12Kg、电量q+1.010-6C的粒子以速度v0600m/s从距A板2.5cm处沿垂直于磁场方向、平行于两板方向射入板之间,若不计粒子重力,取3.0。求:粒子在板间运动的时间?粒子射出板间后,打在距平板右端S=0.2m处的竖直屏上的位置?(屏上O点与带电粒子射入电场时的位置等高)单个粒子在磁场中的应用12345t/10-4 SU/VO1.08ANMBOSLdv0q单个粒子在磁场中的应用单个粒子在磁场中的应用点评n本题可熟练电磁学中的一大部分公式n审题要细心n计算要正确n乍一看题目很复杂,试一试越做越简单单个粒子在磁场中的应用例2.真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小B=0.6T。磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离为L=16cm 处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速度都是v=3.0106m/s。已知粒子的电荷量与质量之比q/m=5.0107C/Kg,现在只考虑在图纸平面内运动的粒子,求ab上被粒子打中的区域的长度?一群粒子在磁场中的应用LSab一群粒子在磁场中的应用例3.在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。不计重力,不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中 哪个图是正确的一群粒子在磁场中的应用B2R2RROA2R2RROD2R2RROC2R2R2RO一群粒子在磁场中的应用一群粒子在磁场中的应用例3.真空中有一个半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,ox为过边界上O点的切线。从O点在纸面内向各个方向发射速率均为v0的电子,设电子在磁场中偏转半径也为R,已知电子的质量为m,电量为q。速度方向分别与ox方向夹角成60和90的电子,在磁场中运动时间分别是多少?所有从磁场边界出射的电子速度方向有何特征?试作图证明。OXR图 1一群粒子在磁场中的应用一群粒子在磁场中的应用探究题:如图示,xoy平面内有一束宽度为d=4cm的电子流,其中电子的速率均为v,都平行于ox轴向右匀速运动。已知电子质量为m,电量为q,图中A点离坐标原点距离为L=8cm。现要求这束电子通过磁场方向垂直于xoy平面的一个匀强磁场后都能通过A点,求:这个区域的磁场方向?磁感应强度B为多大?设计一个符合上述要求且面积最小的匀强磁场区,写出它的边界方程,并将边界示意地画在xoy平面上.AYXO Ldv一群粒子在磁场中的应用一群粒子在磁场中的应用如图甲所示,平行金属板A和B间的距离为d, 现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压,t=0 时A板比B板的电势高,电压的正向值为u0,反向值 也为u0现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒 子组成的粒子束,从AB的中点0以平行于金属板的 方向OO的速度 不断射入,所有粒子在AB间的飞行 时间均为T,不计重力影响试求: (1)粒子打出电场时位置离0点的距离范围; (2)粒子射出电场时的速度大小及方向; (3)若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆 形区域匀强磁场偏转后,、都能通过圆形磁场边界 的一个点处,而便于再收集,则磁场区域的最小半 径和相应的磁感应强度是多大?
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