14.如图所示,在以O为圆心的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T.AO、CO为圆的两条半径,夹角为120°.一个质量为m=3.2×10-26 kg、电荷量q=—1.6×10-19 C的粒子经电场加速后,从图中A点沿AO进入磁场,最后以v=1.0×105m/s的速度从C点离开磁场.不计粒子的重力.求:
(1)加速电场的电压;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)圆形有界磁场区域的半径.
5.如图所示,OX与MN是匀强磁场中的两条平行直线,速率不同的同种带电粒子沿OX方向同时射入磁场,从MN边界穿出时,其中一个速度v1与MN垂直,另一个的速度v2与MN与60角,则两粒子穿越磁场所需时间的比为( )
16.薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在两个区域运动的轨迹如图,半径R1>R2,假定穿过铝板前后粒子电量保持不变,则该粒子 ( )
18.如图,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。某一时刻,从S平行于纸面向各个方向以某一速率发射出大量比荷为的同种正电粒子,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B,∠AOC=60°,O、S两点间的距离为L,从OC边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间t=,忽略重力的影响和粒子间的相互作用,则粒子的速率为( )
(1)U=1000V
(2)
(3)
(1)在加速电场中
(2)粒子在磁场中运动周期:
(3)由
粒子运动的轨道半径
圆形磁场的半径为
带电粒子在电场中加速,电场力做正功,动能增加,根据动能定理求解加速场电压;进入磁场后,洛伦兹力提供了粒子做匀速圆周运动的向心力,由牛顿第二定律结合平面几何知识即可解出后面两问。
①带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力不做功,仅仅改变粒子运动的速度方向;
② 在圆形有界磁场中运动的带电粒子,若进入磁场边界时速度方向过磁场的圆心,则再次穿出磁场区域时,速度方向反向延长线也过磁场的圆心