1、计算题 如图所示,在真空中半径m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T,方向如图的匀强磁场,一束带正电的粒子以初速度m/s,从磁场边界上直径ab的a端沿各个方向射入磁场,且初速方向都垂直于磁场方向,若该束粒子的比荷C/kg,不计粒子重力.求:
(1)粒子在磁场中运动的最长时间.
(2)若射入磁场的速度改为m/s,其他条件不变,试用斜线画出该束粒子在磁场中可能出现的区域,要求有简要的文字说明.
2、选择题 如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为(?)
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶ 3
D.1∶1
3、填空题 如图,ABCD是一个正方形的匀强磁场区域,经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场,均从C点射出,已知。则它们的速率?,它们通过该磁场所用时间?。
4、计算题 科学家推测,宇宙中可能有由反粒子组成的反物质存在,反粒子与正粒子有相同的质量,却带有等量的异号电荷..1998年6月,我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由美国“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在匀强磁场区,磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转,并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子,它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区,并打在感光底片上的a、b、c、d四点,已知氢核质量为m,电荷量为e,PQ与MN间的距离为L,磁场的磁感应强度为B.
(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?(不要求写出判断过程)
(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径.
(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?
5、计算题 如图所示,在xOy平面内,一带电粒子在x轴上的P点以某一速率沿与x轴正方向夹角为450的方向射出。运动过程中经过了一与xy平面垂直的圆形匀强磁场区域的偏转后,最后击中了x轴上的Q点。现已知P、Q两点坐标分别为(-a,0)、(a,0),在磁场内外运动的时间相等,且粒子轨道是轴对称的。试确定满足此题意情况下的最小磁场的圆心位置坐标及面积大小。