1、计算题 (16分)如图所示的直角坐标系第、象限内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,处于坐标原点O的放射源不断地放射出比荷C/kg的正离子,不计离子之间的相互作用。
⑴求离子在匀强磁场中运动周期;
⑵若某时刻一群离子自原点O以不同速率沿x轴正方向射出,求经过s时间这些离子所在位置构成的曲线方程;
⑶若离子自原点O以相同的速率v0=2.0×106m/s沿不同方向射入第象限,要求这些离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指向y轴正方向运动,则题干中的匀强磁场区域应怎样调整(画图说明即可)?并求出调整后磁场区域的最小面积。
2、简答题 如图15-5-25所示,一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度为v从筒壁的A孔沿半径方向进入筒内,设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失,那么要使粒子与筒壁连续碰撞,绕筒壁一周时恰好又从A孔射出,问:
图15-5-25
(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件?
(2)粒子在筒中运动的时间为多少?
3、计算题 如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,其质量为m,带电荷量是+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在相互垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度为E,磁感应强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度.(设小球带电荷量不变)
4、选择题 在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B时,这个带电粒子 ( )
A.速率加倍,周期减半
B.速率不变,轨道半径减半
C.速率不变,周期加倍
D.速率减半,轨道半径不变
5、填空题 摆线长为L,摆球质量为m带正电量q的单摆从如图所示位置A摆下,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中运动,摆动平面垂直磁场,若图中,摆球从A开始运动,当它第一次到最低点时,摆线上的拉力大小为_____________.