如图所示,半径R=0.5m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b,筒a外部有平行于圆筒轴线、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T。两圆筒之间加有U=150V的电压,使两圆筒间产生强电场。一比荷为q/m=104C/kg的带正电粒子从紧贴b筒的M点由静止释放,经电场加速后,穿过a筒上正对M点的小孔,垂直进入匀强磁场(不计粒子重力)。
(1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r
(2)若粒子从小孔射出的同时,圆筒a、b以相同的角速度沿逆时针方向绕轴线高速旋转。为使粒子在不碰到圆筒a的情况下,还能返回到出发点M,则圆筒旋转的角速度ω应满足什么条件?(忽略筒旋转引起的磁场变化,不计粒子在两筒间运动的时间)
高三物理计算题困难题
如图所示,半径R=0.5m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b,筒a外部有平行于圆筒轴线、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T。两圆筒之间加有U=150V的电压,使两圆筒间产生强电场。一比荷为q/m=104C/kg的带正电粒子从紧贴b筒的M点由静止释放,经电场加速后,穿过a筒上正对M点的小孔,垂直进入匀强磁场(不计粒子重力)。
(1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r
(2)若粒子从小孔射出的同时,圆筒a、b以相同的角速度沿逆时针方向绕轴线高速旋转。为使粒子在不碰到圆筒a的情况下,还能返回到出发点M,则圆筒旋转的角速度ω应满足什么条件?(忽略筒旋转引起的磁场变化,不计粒子在两筒间运动的时间)
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如图,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r0。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B,在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中。)
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界.磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.电子重力忽略不计.求:
(1)最初金属圆筒不带电时,则
a.当加速电压为U时,电子进入磁场时的速度大小;
b.加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;
(2)若电子束以初速度v0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P.(取大地电势为零)
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如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界,磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,圆筒轴线与磁场平行;圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电。现有范围足够大的平行电子束以速度v0从很远处沿垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.
(1)若电子初速度满足,最初圆筒上没有带电时,能够打到圆筒上的电子对应MN边界上O1两侧的范围是多大?
(2)当圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用,,求此时金属圆筒的电势和电子到达圆筒时速度v(取无穷远处或大地电势为零).
(3)在(2)的情况下,求金属圆筒的发热功率。
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如图,两个共轴的圆筒形金属电极,在内筒上均匀分布着平行于轴线的标号1-8的八个狭缝,内筒内半径为R,在内筒之内有平行于轴线向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在两极间加恒定电压,使筒之间的区域内有沿半径向里的电场。不计粒子重力,整个装置在真空中,粒子碰到电极时会被电极吸收。
(1)一质量为m1,带电量为+q1的粒子从紧靠外筒且正对1号缝的S点由静止出发,进入磁场后到达的第一个狭缝是3号缝,求两电极间加的电压U是多少?
(2)另一个粒子质量为m2,带电量为+q2,也从S点由静止出发,该粒子经过一段时间后恰好又回到S点,求该粒子在磁场中运动多少时间第一次回到S点。
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电视显像管的第二和第三阳极是两个直径相同的同轴金属圆筒。两电极间的电场即为显像管中的主聚焦电场。图示为主聚焦电场中的等势面,数字表示电势值?若有平行于中心轴线的电子束人射,则下列说法中正确的是 ( )
A.若电子束从左边入射,在中心轴线方向上,电子束将加速
B.若电子束从右边入射,在中心轴线方向上,电子束将加速
C.若电子束从左边入射,在电场的作用下,某个电子的运动
轨迹可能为A
D.若电子束从左边入射,在电场的作用下,某个电子的运动
轨迹可能为B
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