如图所示,一对长为L的平行金属板放置在xoy平面的第一象限内,其左端及下极板分别与y轴、x轴重合。在第四象限存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为M、电荷量为q的带负电粒子从两板正中间A处沿x轴正方向以初速度v0进入两板间,恰好贴着下极板边缘进入磁场,而后从y轴负半轴上距坐标原点为的C点进入y轴左侧的电场中(图中未画出),经过一段时间后粒子回到了A点,速度大小等于v0(方向沿x轴正方向)。已知平行金属板两板间电压,求:
(1)平行金属板间电场的电场强度E;
(2)y轴左侧电场方向与y轴正向夹角α的正切值;
(3)粒子从开始运动至再次回到A点所用时间。
(1)平行金属板间电场的电场强度E;
(2)y轴左侧电场方向与y轴正向夹角α的正切值;
(3)粒子从开始运动至再次回到A点所用时间。
更新时间:2020/05/02 16:21:11
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【推荐1】如图以y轴为边界,右边是一个水平向左的E1=1×104N/C匀强电场,左边是一个与水平方向成45°斜向上的E2=×104N/C匀强电场,现有一个质量为m=1.0g,带电量q=1.0×10-6C小颗粒从坐标为(0.1,0.1)处静止释放.忽略阻力,g=10m/s2.求
(1)第一次经过y轴时的坐标及时间;
(2)第二次经过y轴时的坐标;
(3)第二次经过y轴时小颗粒的速度大小?
(1)第一次经过y轴时的坐标及时间;
(2)第二次经过y轴时的坐标;
(3)第二次经过y轴时小颗粒的速度大小?
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【推荐2】如图,为某粒子注入机的原理模型,在坐标系xOy平面内,质量为m,带电量为+q的离子以速度v0从A点进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,匀速圆周运动的圆心在A点正下方x轴上,离子从H点与y轴负方向成45射入第一象限,第一象限内有与离子速度方向垂直的匀强电场,使离子能垂直x轴射出电场。随后离子经过第四象限的圆形磁场,打到离圆形磁场最低点M为L处的足够长收集板上,离子重力及相互作用力不计,求:
(1)第二象限的磁场宽度d;
(2)电场强度E的大小;
(3)去掉电场,调整系统,使离子从k点与x轴正方向成30射入半径为,方向垂直纸面向外的圆形磁场内,磁感应强度大小变化范围为,吸收板上离子注入的宽度。
(1)第二象限的磁场宽度d;
(2)电场强度E的大小;
(3)去掉电场,调整系统,使离子从k点与x轴正方向成30射入半径为,方向垂直纸面向外的圆形磁场内,磁感应强度大小变化范围为,吸收板上离子注入的宽度。
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【推荐3】如图所示,xOy平面直角坐标系第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为E,第一象限内存在垂直坐标平面的匀强磁场(未画出),MN是长度为L的绝缘挡板,放在第一象限中,使MNPO构成边长为L的正方形。一带电量为q、质量为m的带正电粒子,由第三象限中的S点以沿x轴正方向的初速度射出,经过一段时间恰好从O位置进入第一象限,运动到O点的速度为,速度方向与x轴正方向夹角为,带电粒子与挡板发生弹性碰撞,经过一次碰撞后从P点(L,0)离开第一象限,不计粒子的重力。
(1)求粒子初始位置S的横坐标;
(2)求第一象限中磁感应强度的方向与大小;
(3)调整粒子发射初速度大小与电场大小,初速度方向与电场方向不变,使粒子仍从O点进入第一象限,在M点与挡板第一次发生碰撞,求发射初速度大小。
(1)求粒子初始位置S的横坐标;
(2)求第一象限中磁感应强度的方向与大小;
(3)调整粒子发射初速度大小与电场大小,初速度方向与电场方向不变,使粒子仍从O点进入第一象限,在M点与挡板第一次发生碰撞,求发射初速度大小。
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【推荐1】如图所示,平面直角坐标系中,在轴上方和下方存在场强大小相等、方向相反(均平行与轴)的匀强电场,在轴下方和间存在垂直坐标平面向外的匀强磁场,一质量为、电荷量为的带正电粒子,经过轴上的点时的速率为,方向沿轴正方向,然后经过轴上的点进入磁场,经偏转垂直虚线进入下方电场,不计粒子重力,,,求:
(1)粒子到达点时的速度大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小;
(3)粒子从点出发后至第5次经过轴所经历的时间及此时经过轴的位置坐标。
(1)粒子到达点时的速度大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小;
(3)粒子从点出发后至第5次经过轴所经历的时间及此时经过轴的位置坐标。
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【推荐2】扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。根据其原理设计的装置简化模型如图所示,n个匀强磁场与个电场强度相同的匀强电场交替分布,宽度均为d,竖直方向范围足够广。有界磁场的磁感应强度大小依次为B0、2B0、3B0…nB0,方向垂直纸面向里,电场方向水平向右。一重力不计的带正电粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入I区,射入时速度与水平方向夹角θ,θ在0~30°范围内可调,若θ=30°时,粒子恰好能射出磁场I右边界,求:
(1)粒子比荷k;
(2)从磁场I右边界射出的区域长度;
(3)当θ=0时,粒子恰好能从第n个磁场右边界射出,则匀强电场的电场强度E。
(1)粒子比荷k;
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【推荐3】实现带电粒子的偏转既可以利用电场也可以利用磁场,好多的现代科学仪器中两种场都存在,如此既可以加速带电粒子也可以实现对带电粒子的偏转。如图所示,真空中存在着(竖直方向上下,水平方向左右都无限长)多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的水平宽度L均为1m,电场强度E恒为2×103N/C,方向水平向左;磁感应强度B恒为0.1T,方向垂直纸面向外。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直,一个质量m=3.2×10-24kg、电荷量q=3.2×10-19C的带负电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射,忽略虚线位置场对带电粒子的影响。
(1)求粒子在第1层磁场中运动时圆周的半径大小;
(2)求该粒子向右运动的最大水平距离;
(3)若将另一个电量仍为3.2×10-19C,质量为3.2×10-23kg的带负电粒子从同一点静止释放,该粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出,求n的值。
(1)求粒子在第1层磁场中运动时圆周的半径大小;
(2)求该粒子向右运动的最大水平距离;
(3)若将另一个电量仍为3.2×10-19C,质量为3.2×10-23kg的带负电粒子从同一点静止释放,该粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出,求n的值。
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【推荐1】(改编)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有沿竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向外.一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为2v0,再经磁场偏转后又由N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰好能返回O点.已知OP间距为d,粒子质量为m,电量为q,粒子自身重力忽略不计.试求:
(1)P、M两点间的距离h和M点速度与O点速度夹角θ的正切;
(2)带电粒子返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度B的大小和圆形有界匀强磁场区域的面积S.
(1)P、M两点间的距离h和M点速度与O点速度夹角θ的正切;
(2)带电粒子返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度B的大小和圆形有界匀强磁场区域的面积S.
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【推荐2】如图所示,一个质量为,电荷量的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,金属板长,两板间距.经过偏转电场后立即进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区。求
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大
(2)若微粒射出偏转电场的偏转角度为,则两金属板间的电压是多大;
(3)若该匀强磁场的宽度为,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为多大?
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大
(2)若微粒射出偏转电场的偏转角度为,则两金属板间的电压是多大;
(3)若该匀强磁场的宽度为,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为多大?
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【推荐3】如图所示,在坐标系轴右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场内有一足够长的挡板垂直于轴放置,挡板与轴的水平距离为;轴左侧某矩形区域内(图中未画出)存在匀强电场,第二象限内有一粒子源,坐标为。某时刻一带正电粒子从点以初速度沿轴负方向射出,经电场偏转后经过点水平向右进入磁场,速度大小也为,此过程中粒子的轨迹全部位于电场内,粒子进入磁场后运动轨迹恰好与挡板相切。已知粒子质量为,电荷量为,不计粒子的重力,不考虑场的边界效应,求(1)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)轴左侧电场强度的大小及电场区域的最小面积;
(3)若在轴右侧磁场区域施加与轴左侧电场场强大小相等、方向水平向右的匀强电场,并改变挡板与轴的距离,使带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切,求此时挡板与轴的水平距离。
(2)轴左侧电场强度的大小及电场区域的最小面积;
(3)若在轴右侧磁场区域施加与轴左侧电场场强大小相等、方向水平向右的匀强电场,并改变挡板与轴的距离,使带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切,求此时挡板与轴的水平距离。
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