在平面上有一片稀疏的電子處在的范圍內(nèi)，從負半軸的遠處以相同的速率沿著軸方向平行地向軸射來. 試設(shè)計一個磁場，使得所有電子均通過原點，然后擴展到在范圍內(nèi)繼續(xù)沿著正方向飛行（如圖，虛線內(nèi)范圍）

第IV象限的磁場區(qū)域與第I象限的磁場區(qū)域關(guān)于軸對稱，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，我們在四個象限分別設(shè)計磁場區(qū)域，先考慮第I象限，這時可將O點視為電子發(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，在該磁場區(qū)域內(nèi)電子做半徑為

的圓周運動，其中與分別為電子質(zhì)量和電子電量的絕對值。電子到達磁場邊后[點]，即沿圓切線方向朝軸正方向運動，如圖所示應(yīng)有

消去便得磁場邊界方程

故該區(qū)域也是半徑為的圓. 由于。故的電子軌道對應(yīng)的那部分磁場區(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來約束所取磁場區(qū)域。這樣，第I象限設(shè)計出的磁場區(qū)域為
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象限的磁場區(qū)域與第I象限的磁場區(qū)域關(guān)于軸對稱，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其的影響，由此且BII與BIII方向相反.
綜上所述，設(shè)計的一組磁場區(qū)域如圖所示
練習(xí)冊系列答案
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)強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L2上.帶電粒子從A點以初速v斜向上與L2成30°角射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點，經(jīng)過B點時速度方向也斜向上，不計重力影響，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點時速度一定與在A點時速度相同
C.若將帶電粒子在A點時初速度變大(方向不變)，它仍能經(jīng)過B點
D.若將帶電粒子在A點時初速度方向改為與L2成45°角斜向上，它仍能經(jīng)過B點.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在一個邊界為等邊三角形的區(qū)域內(nèi)，存在一個方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強磁場，在磁場邊界上的P點處有一個粒子源，發(fā)出比荷相同的三個粒子a、b、c（不計重力）沿同一方向進入磁場，三個粒子通過磁場的軌跡如圖所示，用ta、tb、tc分別表示a、b、c通過磁場的時間；用ra、rb、rc分別表示a、b、c在磁場中的運動半徑，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，加速電場的電壓為U，靜電分析器中與圓心01等距離的各點場強大小相等、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磁場，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)經(jīng)加速電場加速后，從M點垂直于電場方向進入靜電分析器，沿半徑為R的四分之一圓弧軌跡做勻速圓周運動，從N點射出，接著由P點垂直磁分析器的左邊界射入，最后垂直于下邊界從Q點射出并進入收集器。已知Q點與圓心02的距離為d。求：
(1)磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向；
(2)靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度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入磁分析器時的位置，它射出磁場的位置在Q點的左側(cè)還是右側(cè)?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（13分）在以坐標(biāo)原點為中心、邊長為L的正方形EFGH區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，如圖所示。在A處有一個粒子源，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，不考慮粒子間的相互作用。

（1）試判斷粒子的電性；
（2）求從F點射出的粒子在磁場中運動的時間；
（3）若粒子以速度射入磁場，求粒子由EF邊射出時的位置坐標(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點沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從點b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時進入場強為E、方向沿x軸負方向成60°角斜向下的勻強電場中，通過了b點正下方的c點，如圖所示．粒子的重力不計，試求：
⑴圓形勻強磁場的最小面積．
⑵粒子在磁場中運動的時間.
⑶c點到b點的距離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磁場。一個質(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，最后從y軸上的M點射出磁場。已知M點到原點O的距離為H，質(zhì)子射出磁場時速度方向與y軸負方向夾角θ=30°，求

(1)磁感強度大小和方向。
(2)適當(dāng)?shù)臅r候，在y軸右方再加一個勻強電場就可以使質(zhì)子最終能沿y軸正方向作勻速直線運動。從質(zhì)子經(jīng)過P點開始計時，再經(jīng)多長時間加這個勻強電場？電場強度多大？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，兩板間的電勢差為300 V.如果兩板間電勢差減小到60 V，則帶電小球運動到極板上需多長時間?

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同步練習(xí)冊答案