如图所示,空间存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在0<y<d的区域I内的磁感应强度大小为B,在y>d的区域II内的磁感应强度大小为2B。一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(不计重力),由静止经一电压可调的加速电场加速后从O点沿y轴正方向射入区域I:
(1)若粒子不能进入区域II,求加速电场电压的最大值Um;
(2)若粒子能从区域I进入区域II,求粒子从区域I射出时打在x轴上位置坐标的最小值xmin,并求出此情况下粒子在区域I中运动的半径R1;
(3)在满足(2)的条件下,求出粒子在整个磁场区域内的运动时间t总。
(1)若粒子不能进入区域II,求加速电场电压的最大值Um;
(2)若粒子能从区域I进入区域II,求粒子从区域I射出时打在x轴上位置坐标的最小值xmin,并求出此情况下粒子在区域I中运动的半径R1;
(3)在满足(2)的条件下,求出粒子在整个磁场区域内的运动时间t总。
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更新时间:2020-06-01 14:06:51
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,将倾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上,用一根轻质细绳跨过两个光滑的半径很小的滑轮连接甲、乙两物体(均可视为质点),把甲物体放在斜面上且细绳与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使细绳拉直且偏离竖直方向α=60°。开始时甲、乙均静止.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内往返运动,测得绳长OA为
=0.5 m,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动, 已知乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小为
,乙物体的质量为m=1kg,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时所受的拉力大小;
(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小;
(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
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(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时所受的拉力大小;
(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小;
(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,光滑半圆形轨道AB竖直固定放置,轨道半径为R(可调节),轨道最高点A处有一弹射装置,最低点B处与放在光滑水平面上足够长的木板Q上表面处于同一高度,木板左侧x处有一固定挡板C(x未知)。可视为质点的物块P压缩弹射装置中的弹簧,使弹簧具有弹性势能
,P从A处被弹出后沿轨道运动到B处时的速度大小始终为
;已知P的质量
,Q的质量
,P、Q间的动摩擦因数
,Q与C之间的碰撞为弹性碰撞,忽略空气阻力,重力加速度
。
(1)若P恰好不脱离轨道,求轨道半径R的值;
(2)若P始终不脱离轨道,写出弹性势能
与R的关系式,并指出R的取值范围;
(3)若Q与C恰好发生n次碰撞后静止,求x的值。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6a3d29b15d91f1a49ae0c4bbf78a77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ccb20c5ad0b73caefe0cc590a55c3c5.png)
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(1)若P恰好不脱离轨道,求轨道半径R的值;
(2)若P始终不脱离轨道,写出弹性势能
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(3)若Q与C恰好发生n次碰撞后静止,求x的值。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/25/c76f71aa-3600-469b-9913-9e362fb4941f.png?resizew=346)
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名校
【推荐3】如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数
=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角
=60°,不计空气阻力,g取10m/s2。求:
(1)小物块刚要到达C点时的速度;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力
(3)小物块滑上长木板且相对长木板静止时,长木板和小物块的速度多大?
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(1)小物块刚要到达C点时的速度;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力
(3)小物块滑上长木板且相对长木板静止时,长木板和小物块的速度多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/29/2710341136220160/2710963694215168/STEM/0fa227c6-6775-441f-85f2-96b089ab4049.png?resizew=342)
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,在半径为R的半圆形区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场,磁场强弱可以改变,直径PQ处放有一层极薄的粒子接收板。放射源S放出的α粒子向纸面内各个方向均匀发射,速度大小均为v。已知α粒子质量为m,电荷量为q:
(1)若
,放射源S位于圆心O点正上方的圆弧上,试求粒子接收板能接收到粒子的长度;
(2)若
,把放射源从Q点沿圆弧逐渐移到P点的过程中,求放射源在圆弧上什么范围移动时,O点能接收到α粒子;
(3)若
,把放射源从Q点沿圆弧逐渐移到P点的过程中,求放射源在圆弧上
什么范围移动时,直径上位于O点右侧
距离的O'点能接收到α粒子。
(1)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/418267d55e5d3752eec6edda10db8aab.png)
(2)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/47865c2aeffcba354e917b988d2b6970.png)
(3)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/079c9fc5dcb559fcacb671baa7558ba8.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/27/2471517788487680/2471871936839680/STEM/042b209fe9c94630bc9500fcdc088e28.png?resizew=12)
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,将带电荷量Q=+0.3 C、质量m′=0.3 kg的滑块放在小车的水平绝缘板的右端,小车的质量M=0.5 kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在磁感应强度B=20 T的水平方向的匀强磁场(垂直于纸面向里).开始时小车静止在光滑水平面上,一摆长L=1.25 m、质量m=0.15 kg的摆从水平位置由静止释放,摆到最低点时与小车相撞,碰撞后摆球恰好静止,g取10 m/s2.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/12/2095255446347776/2096505193144320/STEM/4917eb7d-d4eb-4127-a69b-4fa15106c8f3.png?resizew=390)
(1)与小车碰撞前摆球到达最低点时对摆线的拉力;
(2)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能ΔE;
(3)碰撞后滑块最终悬浮时的速度.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/12/2095255446347776/2096505193144320/STEM/4917eb7d-d4eb-4127-a69b-4fa15106c8f3.png?resizew=390)
(1)与小车碰撞前摆球到达最低点时对摆线的拉力;
(2)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能ΔE;
(3)碰撞后滑块最终悬浮时的速度.
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,坐标系x轴水平,y轴竖直。在第二象限内有半径R=5cm的圆,与y轴相切于点Q点(0,
cm),圆内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外。在x=-10cm处有一个比荷为
=1.0×108C/kg的带正电的粒子,正对该圆圆心方向发射,粒子的发射速率v0=4.0×106m/s,粒子在Q点进入第一象限。在第一象限某处存在一个矩形匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向外,磁感应强度B0=2T。粒子经该磁场偏转后,在x轴M点(6cm,0)沿y轴负方向进入第四象限。在第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场。有一个足够长挡板和y轴负半轴重合,粒子每次到达挡板将反弹,每次反弹时竖直分速度不变,水平分速度大小减半,方向反向(不考虑粒子的重力)。求:
(1)第二象限圆内磁场的磁感应强度B的大小;
(2)第一象限内矩形磁场的最小面积;
(3)带电粒子在电场中运动时水平方向上的总路程。
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(1)第二象限圆内磁场的磁感应强度B的大小;
(2)第一象限内矩形磁场的最小面积;
(3)带电粒子在电场中运动时水平方向上的总路程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/12/2461232524664832/2461906771976192/STEM/a7c8636d-4ae8-4420-a895-4c1319f2a6a4.png?resizew=173)
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(0.4)
名校
【推荐1】在矩形区域
中,存在如图甲所示的磁场区域(包括边界),规定磁场方向垂直纸面向里为正,其中
为
边界上的一点,且
重力可忽略不计的正粒子从
点沿
方向以初速度
射入磁场,已知粒子的比荷为
求:
(1)如果在0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的
点离开,则磁场的磁感应强度
应为多大?
(2)如果磁场的磁感应强度
欲使在小于半个周期的任意时刻射入磁场的粒子均不能由
边离开磁场,则磁场的变化周期
应满足什么条件?
(3)如果磁场的磁感应强度
在
边的右侧加一垂直
边向左的匀强电场,0时刻射入磁场的粒子刚好经过
垂直
边离开磁场,再次进入磁场后经过
从
点离开磁场区域,则电场强度E以及粒子在电场中的路程
分别为多大?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35893041a02be39c9d0c1e9b329556eb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71ba7a9a8601712905b258210264a2f2.png)
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(1)如果在0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的
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(2)如果磁场的磁感应强度
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(3)如果磁场的磁感应强度
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,直线y=x与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B1,直线x=d与y=x间有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,另有一半径R=1.0m的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B2=0.20T,方向垂直坐标平面向外,该圆与直线x=d和x轴均相切,且与x轴相切于S点。一带负电的粒子从S沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域,经过一段时间进入磁场区域B1时的速度方向与直线y=x垂直,粒子速度大小v0=1.0×105m/s,粒子的比荷为
,粒子重力不计,求:
(1)坐标d的值;
(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴,则磁感应强度B1应满足的条件;
(3)在(2)问的基础上,粒子从开始进入圆形磁场至第二次到达直线y=x上的最长时间。(结果保留两位有效数字)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26b4ef72dfaab196d39be3c84d98d82b.png)
(1)坐标d的值;
(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴,则磁感应强度B1应满足的条件;
(3)在(2)问的基础上,粒子从开始进入圆形磁场至第二次到达直线y=x上的最长时间。(结果保留两位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/6/1/1575882391191552/1575882391494656/STEM/de4e0919-b732-41e8-9645-a8ccd4da997a.png?resizew=222)
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