如图所示,在x-y-z三维坐标系的空间,在x轴上距离坐标原点x0=0.1m处,垂直于x轴放置一足够大的感光片。现有一带正电的微粒,所带电荷量q=1.6×10-1
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如图所示,在x-y-z三维坐标系的空间,在x轴上距离坐标原点x0=0.1m处,垂直于x轴放置一足够大的感光片。现有一带正电的微粒,所带电荷量q=1.6×10-1
题型:不详
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来源:
如图所示,在x-y-z三维坐标系的空间,在x轴上距离坐标原点x
0
=0.1m处,垂直于x轴放置一足够大的感光片。现有一带正电的微粒,所带电荷量q=1.6×10
-16
C,质量m=3.2×10
-22
kg,以初速度v
0
=1.0×10
4
m/s从O点沿x轴正方向射入。不计微粒所受重力。
(1)若在x≥0空间加一沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小E=1.0×10
4
V/m,求带电微粒打在感光片上的点到x轴的距离;
(2)若在该空间去掉电场,改加一沿y轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.1T,求带电微粒从O点运动到感光片的时间;
(3)若在该空间同时加沿y轴正方向的匀强电场和匀强磁场,电场强度、磁场强度大小仍然分别是E=1.0×10
4
V/m和B=0.1T,求带电微粒打在感光片上的位置坐标x、y、z分别为多少。
答案
(1)0.25m(2)1.05×10
-5
s(3)0.027m
解析
试题分析:(1)设带电微粒在电场中运动时间为t
1
,打在感光片上的点到x轴的距离为y
1
,则
(2分)
(2分)
(2分)
得:y
1
=0.25m (1分)
(2)设带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径为R,运动周期为T,从O点运动到感光片的时间为t
2
,运动轨迹如图所示,则
由
得:
=0.2m(2分)
由
得:
(1分)
由
得:
(2分)
=1.05×10
-5
s (1分)
(3)带电粒子在匀强电、磁场中,沿y轴做匀加速直线运动,在垂直于y轴平面做匀速圆周运动。设带电粒子打在感光片点的坐标为(x、y、z),则
x=x
0
="0.10m" (2分)
="0.276m=0.28m" (2分)
z=R-Rcosθ=0.0268m=0.027m (2分)
举一反三
如图所示,在两个等量异种电荷形成的电场中,D、E、F是两电荷连线上等间距的三个点,三点的电势关系是
,K、M、L是过这三个点的等势线,其中等势线L与两电荷连线垂直.带电粒子从a点射人电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c,粒子在a、b、c三点的电势能分别是
,以下判断正确的是
A.带电粒子带正电 B.
C.
D.
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(19分)如图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点2d(AG⊥AC)。不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内,求:
⑴此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
⑵离子从D处运动到G处所需时间;
⑶离子到达G处时的动能。
题型:不详
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如图所示,长均为d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置,板间距离为2d,板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v
0
射入,恰沿直线从NQ的中点A射出;若撤去电场,则粒子从M点射出(粒子重力不计).以下说法正确的是( )
A.该粒子带正电
B.该粒子带正电、负电均可
C.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为2v
0
D.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为
题型:不详
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(14分)如图所示,在同一平面内边长均为l的正方形区域abcd和cdef中.分别存在平行于ab方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m电荷量为q的带电粒子,以速度υ
0
沿ad方向从a点射入电场,并从dc边的中点O射出,不计重力.
(1)求电场强度的大小;
(2)若粒子垂直于ef边界射出磁场,求它在电、磁场中运动的总时间;
(3)磁场的磁感应强度大小在什么范围内时,粒子才能从de边界射出磁场?
题型:不详
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如图所示,质量为m、电荷量为e的质子以某一初动能从坐标原点O沿x轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场,质子通过P(d,d)点时的动能为5
;若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场,质子也能通过P点,不计质子的重力.设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B,下列说法中正确的是
题型:不详
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