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1、简答题 如图所示,在竖直平面内放置一长为L、内壁光滑的薄壁玻璃管,在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球,小球带电荷量为-q、质量为m.玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场.匀强磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度为B;匀强电场方向竖直向下,电场强度大小为mg/q,场的左边界与玻璃管平行,右边界足够远.玻璃管带着小球以水平速度V0垂直于左边界进入场中向右运动,由于水平外力F的作用,玻璃管进入场中速度保持不变,一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内自由运动,最后从左边界飞离电磁场.运动过程中小球的电荷量保持不变,不计一切阻力,求:
(1)小球从玻璃管b端滑出时的速度大小;
(2)从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中,外力F所做的功;
(3)从玻璃管进入磁场至小球离开场的过程中小球的最大位移.
2、简答题 1998年6月2日,我国科学家研究的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,用于探测宇宙中是否有反物质和暗物质,所谓反物质的原子(反原子)是由带负电的反原子核和核外的正电子组成,反原子核由反质子和反中子组成.与
H、n、e等物质粒子相对应的H、n、e等称为反粒子.由于反粒子具有相应粒子完全相同的质量及相反的电荷,故可用下述方法探测.如图所示,设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B即射线OO"的方向进入截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同,且氢原子核(H)在Ox轴上的偏转位移x0恰为其轨迹半径的一半,试预言反氢核(H)和反氦核(He)的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x1和x2.如果预言正确,那么当人们观测到上述这样的轨迹,就证明已经探测到了反氢和反氦的核.
3、计算题 如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向外,大小为B,沿x 轴放置一个垂直于xOy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置一放射源,可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量为+q的同种粒子,这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线,P点处在亮线上,已知OA=OP=l,求:
(1)若能打到P点,则粒子速度的最小值为多少?
(2)若能打到P点,则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?
4、简答题 如图所示,直径AD=d的圆形区域内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,已知∠MAD=∠NAD=30°,有一个不计重力,质量为m,带电量为q的正电荷,以从A点沿AD射入磁场.求:
(1)欲使带电粒子打在M点,磁感强度B的大小和方向
(2)要使该粒子能打在MN弧上,磁感强度B应满足什么条件?
5、简答题 如图1,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,现有一电荷量为q,质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径入射,设正离子射出磁场区域方向与入射方向的夹角为,求此离子在磁场区域内飞行的时间。