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解答题 较难0.4 引用1 组卷212
小顾老师在疫情期同,遵从党和国家的号召,在家抗战,期间重温了《哈利波特》系列电影,除了沉溺于“赫敏”、“卢娜”的颜值外,更是对“死亡圣器”的标志产生了兴趣,遂编下此题。其标志可简化为一个正三角形abc与其内切圆组成,圆的半径为R,三个切点分别为DOE,图形被aO分割为相同两部分,在左右半圆内分别存在着垂直纸面的匀强磁场,其余地方均无磁场,在D处有一挡板,其余部分没有实物阻挡,今从O点朝着a发射一质量为m,电量为+q的粒子,速度大小为v,不考虑重力作用,且碰撞无能量损失。
(1)若完全相同,为了使电荷以垂直ab的速度方向打在D上,求的大小和方向;
(2)接(1)问,当粒子从D处反弹后第一次经过aO时,保持方向不变,改变大小;同时改变的大小,且使其方向与原来相反。为了使粒子能回到O点,求大小满足的关系式;
(3)接(1)问,当粒子从D处反弹后,大小方向均不变,改变的大小,且使其方向与原来相反,最终粒子从右半圆射,且粒子射出磁场时的速度方向相对刚进入右半圆时偏转了,求的大小。
21-22高二上·全国·期末
知识点:带电粒子在直边界磁场中运动 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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如图所示,在直角坐标系xoy中,第一、二、三象限存在着磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中第一象限内是一个半径为a的圆形匀强磁场区域、与y轴相切于坐标为(0,a)的A点,第二、三象限充满匀强磁场。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板MN,两极板与x轴平行放置且左端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内,在极板M的上表面均匀分布着质量为m,电量为+q的相同带电粒子,粒子经两极板间加速后可以顺利从网状极板N穿出,然后经过圆形磁场均从A点进入第二象限。粒子可以打在放置于x轴的感光板CD上立即被吸收,感光板足够长且厚度不计,其右端C点与原点O重合并且可以绕O点上下转动。不计粒子的重力和相互作用,忽略粒子与感光板碰撞的时间和相对论效应。求
(1)求两极板间的电势差
(2) 在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子,该区域称为“二度感光区”,计算“二度感光区”的长度;
(3)感光板绕O点逆时针转动,同时改变感光板材料,让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘CD两点的粒子),且每次反弹后速度方向相反,大小变为原来的一半,则该粒子在第二、三象限磁场中运动的总路程s
(4)在(3)中,当粒子打在光滑的CD板距离O点最远位置(即总路程为s)时,将第三象限的磁场反向(垂直纸面向外,大小不变),同时沿y轴负方向加一个匀强电场E,此后粒子沿y轴负方向运动的最大距离。(用mEq表示)

   

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