(12分)如图所示,在轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为。轴下方分布有很多磁感应强度为的条形匀强磁场区域,其宽度均为为,相邻两磁场区域的间距为。现将一
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(12分)如图所示,在轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为。轴下方分布有很多磁感应强度为的条形匀强磁场区域,其宽度均为为,相邻两磁场区域的间距为。现将一
题型:不详
难度:
来源:
(12分)如图所示,在
轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为
。
轴下方分布有很多磁感应强度为
的条形匀强磁场区域,其宽度均为为
,相邻两磁场区域的间距为
。现将一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子(不计重力)从
轴上的某处静止释放。
(1)若粒子从坐标(0,
)点由静止释放,要使它经过
轴下方时,不会进入第二磁场区,
应满足什么条件?
(2)若粒子从坐标(0,
)点由静止释放,求自释放到第二次过
轴的时间。
答案
(1)
(2)
解析
试题分析:(1)粒子经电场加速,经过
轴时速度大小为
,满足:
之后进入下方磁场区,依据题意可知运动半径应满足:
又
由以上三式可得:
(2)当粒子从
的位置无初速释放后,先在电场中加速,加速时间为
满足
解得
进入磁场的速度大小为
,圆周运动半径为
解得
解得:
根据粒子在空间运动轨迹可知,它最低能进入第二个磁场区,它在磁场区共运动时间为半个圆周运动的时间
,经过第一无磁场区时运动方向与
轴的夹角
满足:
所以它在无磁场区的路程
无磁场区运动时间
总时间
点评:该题是一道综合性较强的题,主要是考察了带电粒子在电场中的加速、偏转和在磁场的匀速圆周运动.解决此类问题常用的方法是对过程进行分段,对各个段内的运动情况进行具体分析,利用相关的知识进行解答.这要求我们要对带电粒子在电场和磁场中的运动规律要了如指掌,尤其是带电粒子在磁场中的偏转,确定轨迹的圆心是解决此类问题的关键.
举一反三
如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,两极板间电势差为U、间距为d,MN极板右侧虚线区域内有垂直纸面向内的匀强磁场.现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子从PQ极板出发,经电场加速后,从MN上的小孔A垂直进入磁场区域,并从C点垂直于虚线边界射出.求:
(1)离子从小孔A射出时速度v0;
(2)离子带正电还是负电?C点离MN板的距离?
题型:不详
难度:
|
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一根光滑的绝缘细杆与水平成
倾斜放置,其BC部分在向右的匀强电场中,电场强度E=2×10
4
N/C,在细杆上套一个带负电的电量q=1.73×10
-5
C,质量m=3×10
-2
kg的小球,今使小球由A点静止沿杆下滑从B点进入电场,已知AB长为
,如图,求:
(1)小球进入电场后还能滑行多远?
(2)小球从A滑至最远时间是多少?
题型:不详
难度:
|
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两个固定等量异号点电荷所产生电场等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )
A.做直线运动,电势能先变小后变大
B.做直线运动,加速度先变大后变小
C.做曲线运动,电势能先变小后变大
D.做曲线运动,速度先变大后变小
题型:不详
难度:
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三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图所示.A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键K与电动势为E
0
的电池正极相连,B板与电池负极相连并接地.容器P内液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O′落到D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发.接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.
(1)第一个液滴到达D板时的速度为多少?
(2)D板最终可达到多高的电势?
(3)设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a=0.02),A板与B板构成的电容器的电容为C
0
=5×10
-12
F,E
0
=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值.(g=10m/s
2
)
(4)如果电键K不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(3)相同.在这种情况下,D板最终可达到的电势值为多少?说明理由.
题型:不详
难度:
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下列有关带电粒子运动的说法中 正确的是(不考虑重力)
A.沿着电场线方向飞入匀强电场,动能、速度都变化
B.沿着磁感线方向飞 入匀强磁场,动能、速 度都不变
C.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场,动能、速度都变化
D.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场,速度不变,动能改变
题型:不详
难度:
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