如圖甲所示,在xOy平面上有一個半徑為R、磁感應強度為B、中心位于(0,R)的垂直紙面的圓形勻強磁場區域,第二象限放置一離子發射裝置,可均勻持續以初速度為v=RBqm水平向右發射質量為m、電荷量為q的正離子,離子流經過磁場偏轉后均從O點射出。
(1)請確定圓形區域磁場的方向。若發射時,這束帶電微粒分布在R2≤y≤(1+32)R的區間內肉。粒子在O點出射的方向與x軸正方向夾角為θ,求θ取值范圍;
(2)在滿足(1)條件下,求離子在磁場中運動時的最長時間與最短時間之差;
(3)若發射時,這束離子分布在0≤y≤2R的區間內。并在y<0區域加一垂直紙面向外、磁感應強度也為B的勻強磁場,在O點下方放置一半徑為R2的金屬圓筒,其圓心C在O點正下方,且CO=R,如圖乙所示,到達圓筒的離子被悉數收集并立即導走,求此圓筒收集的離子占所有發射離子的比例。

RB
q
m
R
2
3
2
R
2
【答案】(1)磁場的方向垂直紙面向外,θ取值范圍為60°≤θ≤150°;
(2)離子在磁場中運動時的最長時間與最短時間之差為;
(3)此圓筒收集的離子占所有發射離子的50%。
(2)離子在磁場中運動時的最長時間與最短時間之差為
πm
2
B
q
(3)此圓筒收集的離子占所有發射離子的50%。
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:46引用:2難度:0.3
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,不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響,也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響,求:ml2qt02
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