(16分)在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁
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(16分)在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁
题型:不详
难度:
来源:
(16分)在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点.己知带电粒子的质量为m,带电量为-q.h、d、q均大于0.不计重力的影响.
(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小
;
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子初速度的大小
;
答案
(1)
(2)
(3)
解析
试题分析:(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,设粒子在电场中运动的时间为t,
粒子沿x方向做匀速直线运动,则
(1分)
沿y方向做初速度为零的匀加速直线运动,则
(1分)
加速度
(1分)
粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为
(1分)
联立以上各式,解得:
(1分)
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,其轨迹如图3所示。
设粒子进入磁场的速度大小为v,v与x轴的夹角为θ,轨迹半径为R,则:
(1分)
(1分)
粒子第二次经过x轴时到达D点的条件为:
(2分)
联立以上各式,解得:
(1分)
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,其轨迹如图4所示。
根据运动对称性可知:
(2分)
粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为:
,其中n为非负整数 (2分)
联立以上各式,解得:
(2分)
举一反三
如图所示, 一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体, 当加有与侧面垂直的匀强磁场B, 且通以图示方向的电流I时, 用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U. 已知自由电子的电荷量为e. 下列说法中正确的是( )
A.M板比N板电势高
B.导体单位体积内自由电子数越多, 电压表的示数越大
C.导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd
D.导体单位体积内的自由电子数为
题型:不详
难度:
|
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如图,半径为b、圆心为Q (b, 0) 点的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在第一象限内,虚线x=2b左侧与过圆形区域最高点P的切线y=b上方所围区域有竖直向下的匀强电场。其它的地方既无电场又无磁场。一带电粒子从原点O沿x轴正方向射入磁场,经磁场偏转后从P点离开磁场进入电场,经过一段时间后,最终打在放置于x=3b的光屏上。已知粒子质量为m、电荷量为q (q> 0), 磁感应强度大小为B, 电场强度大小
,粒子重力忽略不计。求:
(1)粒子从原点O射入的速率v
(2)粒子从原点O射入至到达光屏所经历的时间t;
(3)若大量上述粒子以(1) 问中所求的速率,在xOy平 面内沿不同方向同时从原点O射入,射入方向分布 在图中45°范围内,不考虑粒子间的相互作用,求粒子先后到达光屏的最大时间差t
0
(本题18分,第1小题3分,第2小题5分,第3小题10分)
题型:不详
难度:
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如图所示,质量为m,带电荷量q的小球从P点静止释放,下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里,则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是( )
A.一定做曲线运动
B.轨迹一定是抛物线
C.可能做匀速直线运动
D.可能做匀加速直线运动
题型:不详
难度:
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(12分)如图所示,质量为m、带电荷量为+q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两极间距为d,磁感应强度为B,这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域.今将磁感应强度增大到某值,则粒子将落到极板上.已知粒子重力不计,则粒子落到极板上时的动能为多少?
题型:不详
难度:
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两平行金属板的间距恰好等于极板的长度。现有重力不计的正离子束以相同的初速度v
0
平行于两板从两板的正中间向右射入。第一次在两板间加恒定的电压,建立起场强为E的匀强电场,则正离子束刚好从上极板的右边缘射出;第二次撤去电场,在两板间建立起磁感应强度为B,方向垂直于纸面的匀强磁场,则正离子束刚好从下极板右边缘射出。由此可知E与B大小的比值是 ( )
A.1.25v
0
B.0.5v
0
C.0.25v
0
D.v
0
题型:不详
难度:
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