(14分)中心均开有小孔的金属板C、D与边长为d的正方形单匝金属线圈连接,正方形框内有垂直纸面的匀强磁场,大小随时间变化的关系为B=kt(k未知且k>0),E、F为磁场边界,且
◎ 题目
(14分)中心均开有小孔的金属板C、D与边长为d的正方形单匝金属线圈连接,正方形框内有垂直纸面的匀强磁场,大小随时间变化的关系为B=kt(k未知且k>0),E、F为磁场边界,且与C、D板平行。D板正下方分布磁场大小均为B0,方向如图所示的匀强磁场。区域Ⅰ的磁场宽度为d,区域Ⅱ的磁场宽度足够大。在C板小孔附近有质量为m、电量为q的正离子由静止开始加速后,经D板小孔垂直进入磁场区域Ⅰ,不计离子重力。 (1)如果粒子只是在Ⅰ区内运动而没有到达Ⅱ区,那么粒子的速度v满足什么条件? (2)若改变正方形框内的磁感强度变化率k,离子可从距D板小孔为2d的点穿过E边界离开磁场,求正方形框内磁感强度的变化率k是多少? |
◎ 答案
(1)(2)(I)如果离子从小孔右侧离开磁场,运动轨迹与F相切,由几何关系得 R=d ⑦ 由⑤⑥⑦得 (2分) (II)如果离子从小孔左侧离开磁场,有几何关系 ⑧ 由⑤⑥⑧得对应磁感强度的变化率 |
◎ 解析
试题分析:粒子刚好没有到达II区轨迹如图 (图1分) 可知 及 (2分) 得 即必须满足 (2分) (2)(9分)离子进入磁场的速度v ③ 由 ④ 由③④得 ⑤ (2分) 在磁场中运动时有 ⑥ 离子进入磁场并从E边界射出的运动轨迹有两种可能情况,如图所示, (I)如果离子从小孔右侧离开磁场,运动轨迹与F相切,由几何关系得 R=d ⑦ 由⑤⑥⑦得 (2分) (II)如果离子从小孔左侧离开磁场,有几何关系 ⑧ 由⑤⑥⑧得对应磁感强度的变化率 (图2分+2+1分) 点评:难度较大,对于粒子在复合场中的运动,首先根据受力确定粒子的运动轨迹和运动性质,画出大致的运动轨迹,把整段运动分解成独立分析的分运动,利用相关知识求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(14分)中心均开有小孔的金属板C、D与边长为d的正方形单匝金属线圈连接,正方形框内有垂直纸面的匀强磁场,大小随时间变化的关系为B=kt(k未知且k>0),E、F为磁场边界,且…”主要考查了你对 【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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下一篇:在直径为d的圆形区域内存在均匀磁场、磁场方向垂直于圆面指向纸外。一电量为q、质量的m的粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场,其速度大小为v0,方向与AC成α角。若
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