(15分)如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E;在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,C、

(15分)如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E;在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,C、

题型:不详难度:来源:
(15分)如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E;在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,C、D在x轴上,它们到原点O的距离均为a,θ=30°,现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点由静止释放,不计重力作用和空气阻力的影响.

(1)若粒子第一次进入磁场后恰好垂直CM射出磁场,求P、O间的距离;
(2)P、O间的距离满足什么条件时,可使粒子在电场和磁场中各运动3次?
答案
          .
解析

试题分析:(1)粒子从P点到O点经电场加速       Eqy=,(2分)
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,恰好垂直CM射出磁场时,其圆心恰好在C点,如图所示:

其半径为r = a.(2分)
洛伦兹力提供向心力:Bqv=m.(2分)
P到O的距离 y=.(2分)
(2)若使粒子在电场和磁场中各运动3次时,其运动的半径须满足
,(5分,只得出的得3分)
P到O的距离满足.(2分,只得出的得1分)
举一反三
(18分)真空中有如图l装置,水平放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿竖直放置的金属板C、D的中间线,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计、重力不计)P进入A、B间被加速后,再进入金属板C、D间的偏转电场偏转,并恰能从D板下边缘射出。已知金属板A、B间电势差为UAB=+U0,C、D板长度均为L,C、D板间距为。在金属板C、D下方有如图l所示的、有上边界的、范围足够大的匀强磁场,该磁场上边界与金属板C、D下端重合,其磁感应强度随时间变化的图象如图2,图2中的B0为已知,但其变化周期T未知,忽略偏转电场的边界效应。

(1)求金属板C、D间的电势差UCD
(2)求粒子刚进入磁场时的速度;
(3)已知垂直纸面向里的磁场方向为正方向,该粒子在图2中t=时刻进入磁场,并在t=T0时刻的速度方向恰好水平,求该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t
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如图所示,一带电粒子沿x轴正方向进入一垂直xoy平面向里的匀强磁场中,不计粒子所受重力,要使粒子沿x轴正向做匀速运动,应加的匀强电场的方向是(       )
A.y轴正向
B.y轴负向
C.x轴负向
D.因不知粒子带电的正负,无法确定

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(15分)如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m, R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图象的渐进线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变。除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s2

(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小
(2)求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
(3)若t=17s时,导体棒ab达最大速度,从0-17s内共发生位移100m,试求12s-17s内,R上产生的热量是多少?
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如图所示,一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中,恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场.若其它条件不变,在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场,该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出.不计重力,则
A.2v0= v1+v2B.v0=C.v0=D.v0<v1=v2

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(16分)如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L,)的A点静止释放。

⑴求粒子第一次通过y轴时速度大小;
⑵求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;
⑶现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B大小取值范围。
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