如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧

题型:北京模拟题难度:来源:
如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′ 垂直,磁感应强度 B=5×10-3 T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定不变。求:
(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小;
(3)证明:任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,并计算两点间的距离。
答案
解:(1)设带电粒子刚好从极板边缘射出电场时电压为U



U=25V
(2)带电粒子刚好从极板边缘射出电场时速度最大,设最大速度为vm,由动能定理

m/s
(3)设粒子进入磁场时速度方向与OO"的夹角为θ

则任意时刻粒子进入磁场的速度大小
粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R,
设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为l,
由上式可知,射出电场的任何一个带电粒子,进入磁场时的入射点与射出磁场时的出射点间距离为定值,l与θ无关,与所加电压值无关
两点间的距离为l=0.4m
举一反三
如图所示,MN是一段在竖直平面内半径为1m的光滑的1/4圆弧轨道,轨道上存在水平向右的匀强电场。轨道的右侧有一垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B1=0.1T。现有一带电量为+1C质量为100g的带电小球从M点由静止开始自由下滑,恰能沿NP方向做直线运动,并进入右侧的复合场。(NP沿复合场的中心线) 已知AB板间的电压为UBA=2V,板间距离d=2m,板的长度L=3m,若小球恰能从板的边沿飞出,NP沿复合场的中心线,g取10m/s2。试求:
(1)小球运动到N点时的速度v;
(2)水平向右的匀强电场电场强度E;
(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B2
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如图所示,水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10-5 C的小球,小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B1=15T的匀强磁场,MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场。现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示。g取10m/s2,π取3.14,不计空气阻力。求:
(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离Δx。
题型:河南省模拟题难度:| 查看答案
如图表示水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场叠加区域,一个质量是m带电量是q的质点B恰好能静止在区域中间,另一个质量为2m,带电量也为q的质点A恰好能以某一速度沿着垂直于磁场、电场方向做匀速直线运动,且正好与静止的质点B发生正碰,碰后两质点粘在一起运动,碰撞的过程无电量损失,则下列正确的是
[     ]
A.碰后两质点的运动向下偏且动能增加
B.碰后两质点的运动向上偏且动能增加
C.碰后两质点的运动向上偏且动能减少
D.碰后两质点的运动向下偏且动能减少
题型:北京模拟题难度:| 查看答案
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放,求:
(1)小球运动到B点时的速度;
(2)小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?
题型:广西自治区模拟题难度:| 查看答案
如图所示,一个速度为v0的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,选择器中磁感强度为B,电场强度为E,若B、E、v0均增加为原来的3倍,则
[     ]
A.仍沿直线前进,飞出选择器
B.往上极板偏转
C.往下极板偏转        
D.向纸外偏出
题型:0103 模拟题难度:| 查看答案
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