(18分)如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间变化的关
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(18分)如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间变化的关
题型:不详
难度:
来源:
(18分)如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小
,磁感应强度B随时间
变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在
时刻,一质量
,带电荷量
的微粒在O点具有竖直向下的速度
是挡板MN上一点,直线
与挡板MN垂直,取
。求:
⑴微粒下一次经过直线
时到O点的距离。
⑵微粒在运动过程中离开直线
的最大距离。
⑶水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。
答案
(1)2R="1.2" (m)⑵
⑶
(n=0、1、2、3…..)
解析
试题分析:(1)由题意知,微粒所受重力:
(1分)
电场力大小为:
(1分)
重力与电场力平衡 ,微粒先在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,则有:
(2分)
距O点的距离为:2R="1.2" (m) (2分)
(2)微粒运动半周后向上匀速直线运动,运动时间为:
(2分)
轨迹如图所示: (2分)
故位移大小
(2分)
微粒离开直线
的最大距离:
(2分)
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点p,p点在直线
下方时,挡板MN与O点间的距离
应满足:
(n=0、1、2、3……) (2分)
若微粒能垂直射到挡板上的某点p,p点在直线
上方时,挡板MN与O点间的距离应满足:
(n=1、2、3……) (2分)
或
(n=0、1、2、3…..)
【若两式合写为:
(n=0、1、2、3……)同样给分】
点评:难度较大,由于粒子运动的往复性造成了多解问题,应首先明确粒子的偏转周期与交变电场的周期关系,以判断那段时间做圆周运动,哪段时间做直线运动
举一反三
(14分)如图甲所示,在水平放置的两平行金属板的右侧存在着有界的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场边界
和
与平行板的中线
垂直。金属板的两极板间的电压
,匀强磁场的磁感应强度
。现有带正电的粒子以
的速度沿两板间的中线
连续进入电场,恰能从平行金属板边缘穿越电场射入磁场。已知带电粒子的比荷
,粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计(结果保留两位有效数字)。
(1)求射入电场的带电粒子射出电场时速度的大小和方向。
(2)为使射入电场的带电粒子不会由磁场右边界射出,该匀强磁场区的宽度至少为多大?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在重力加速度为g的空间,有一带电量为+Q的场源电荷置于O点,B、C为以O为圆心,半径为R的竖直圆周上的两点,A、B、O在同一竖直线上,AB=R,O、C在同一水平线上.现在有一质量为m,电荷量为-q的有孔小球,沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始下滑,滑至C点时的速度的大小为
,下列说法正确的是
A.从A到C小球做匀加速直线运动
B.从A到C小球的机械能守恒
C.A、C两点间的电势差为U
AC
=
D.若将小球从A点沿ABO自由释放,则下落到B点时的速度大小为
题型:不详
难度:
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在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m=1.0×10
-3kg
、带电量q=1.0×10
-10C
的带正电的小球,静止在O点.以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系xOy.在t
0
=0时突然加一沿x轴正方向、大小E
1
=2.0×10
6
V/m的匀强电场,使小球开始运动.在t
1
=1.0s时,所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E
2
=2.0×10
6
V/m的匀强电场.在t
2
=2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E
3
,使小球在此电场作用下在t
3
=4.0s时速度变为零.求:
(1)在t
1
=1.0s时小球的速度v
1
的大小;
(2)在t
2
=2.0s时小球的位置坐标x
2
、y
2
;
(3)匀强电场E
3
的大小;
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v
0
从左端A点沿中心虚线射入正交的匀强电场、匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B。若qv
0
B>qE,则粒子从C点以速度
(未知)射出,侧移量为y,不计粒子的重力,则下列说法中正确的是
A.轨迹AC是圆的一部分
B.速率
C.粒子通过复合场区域所用时间
D.粒子经复合场区域时加速度的大小
,方向时刻改变
题型:不详
难度:
|
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在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度v
0
,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )
A.0
B.
C.
D.
题型:不详
难度:
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