如图所示,在平面直角坐标系中,x轴上方区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴与下方虚线MN之间的区域有水平向右的匀强电场,电场强度为E,MN下方存在另一垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O平行纸面射入磁场,粒子初速度为v,方向与x轴负方向夹角为30°。若粒子经过电场区域后垂直MN射入下方磁场区域并且能够再次回到原点O,不计粒子的重力,试求:
(1)粒子进入电场时的位置坐标;
(2)MN下方的磁感应强度的大小;
(3)粒子由O点出发,第二次经过x轴时恰好回到O点,求此过程中粒子运动的时间。
(1)粒子进入电场时的位置坐标;
(2)MN下方的磁感应强度的大小;
(3)粒子由O点出发,第二次经过x轴时恰好回到O点,求此过程中粒子运动的时间。
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更新时间:2021-05-13 22:27:23
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【推荐1】在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验,其实验装置如图所示.abcd是一个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M贴着cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子经过电压为U的电场加速后,从f孔垂直于ad边射入盒内.粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出.若已知
,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力.请你根据上述条件求出带电粒子的荷质比q/m.
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【推荐2】如图所示,在xOy平面坐标系的第三、四象限内有沿y轴正方向的匀强电场E,第一象限中的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一个带正电的粒子以速度v0=2×107 m/s从Q点沿x轴正方向发射,并从O点射出,进入磁场后以垂直于PM的方向从PM边射出磁场。已知Q点的横坐标为-0.4m,该粒子的比荷
=2.5×109 C/kg,MN平行于x轴,N点的坐标为(0.4m,0.4m),不计粒子重力,求:
(1)Q点的纵坐标;
(2)磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围。
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(1)Q点的纵坐标;
(2)磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围。
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【推荐3】如图所示的三维空间直角坐标系
中,在垂直于
面内的直角三棱柱
内存在磁感应强度大小
、方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),C点在y轴上,
,A、B两点间的距离
,平面
下方存在方向沿纸面与
垂直斜向上电场强度为E的匀强电场,
右侧空间存在磁感应强度为
,方向与
平面平行斜向上的匀强磁场,一比荷为
的带电粒子(不计重力)从x轴上的M点由静止开始运动,垂直
面从P点第一次进入磁场中,均恰好不从AC、OC边射出磁场,粒子第一次离开磁场时立即仅将磁感应强度
大小调为
,
,求:
(1)粒子在磁场中运动的速率v;
(2)
下方匀强电场的电场强度大小E以及粒子从M点开始运动到刚好进入
平面右侧磁场所用的时间t;
(3)求能够让粒子到达x轴满足的磁感应强度
大小。
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(1)粒子在磁场中运动的速率v;
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(3)求能够让粒子到达x轴满足的磁感应强度
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【推荐1】在如图所示的直角坐标系中,x<0区域有沿x正向的匀强电场,x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。—质量为m、电量为q(q>0)的粒子从原点O进入磁场,初速度大小为v0,速度方向与y轴正向夹角为φ(0°<φ<90°),不计重力。
(1)求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度ω;
(2)带电粒子每次离开磁场进入电场后,都从O点离开电场进入磁场,从而形成周期性运动,求电场强度的大小;
(3)当粒子运动到磁场区离y轴最远处时,有一个质量为3m、速度大小为3v0、方向沿y轴负方向的电中性粒子与带电粒子发生弹性正碰(碰撞时间极短),在碰撞过程中没有电荷转移。求:碰撞以后的带电粒子第一次做圆周运动的圆心坐标。
(1)求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度ω;
(2)带电粒子每次离开磁场进入电场后,都从O点离开电场进入磁场,从而形成周期性运动,求电场强度的大小;
(3)当粒子运动到磁场区离y轴最远处时,有一个质量为3m、速度大小为3v0、方向沿y轴负方向的电中性粒子与带电粒子发生弹性正碰(碰撞时间极短),在碰撞过程中没有电荷转移。求:碰撞以后的带电粒子第一次做圆周运动的圆心坐标。
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【推荐2】如图 1 所示,在直角坐标系 xOy 中,MN 垂直 x 轴于 N 点,第二象限中存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场,Oy 与 MN 间(包括 Oy、MN)存在均匀分布的磁场,取垂直纸面向里为磁场的正方向,其感应强度随时间变化的规律如图 2 所示。一比荷
的带正电粒子(不计重力)从 O 点沿纸面以大小 v0=
、方向与 Oy 夹角θ=60°的速度射入第一象限中,已知场强大小 E=(1+
)
,ON=
L
(1)若粒子在 t=t0时刻从 O 点射入,求粒子在磁场中运动的时间 t1;
(2)若粒子在 0~t0之间的某时刻从 O 点射入,恰好垂直 y 轴进入电场,之后从 P 点离开电场, 求从 O 点射入的时刻 t2以及 P 点的横坐标 xP;
(3)若粒子在 0~t0之间的某时刻从 O 点射入,求粒子在 Oy 与 MN 间运动的最大路程 s。
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(1)若粒子在 t=t0时刻从 O 点射入,求粒子在磁场中运动的时间 t1;
(2)若粒子在 0~t0之间的某时刻从 O 点射入,恰好垂直 y 轴进入电场,之后从 P 点离开电场, 求从 O 点射入的时刻 t2以及 P 点的横坐标 xP;
(3)若粒子在 0~t0之间的某时刻从 O 点射入,求粒子在 Oy 与 MN 间运动的最大路程 s。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/1/2431705466200064/2432626739904512/STEM/11b9890c-b232-4a10-a592-b2e89c27c587.png?resizew=450)
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(0.4)
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【推荐3】某高中校区拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为如题图所示:AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.一带电粒子自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,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点.已知OP间距离为d,粒子质量为m,电量为q,粒子自身重力忽略不计.试求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/11/d8a59fd1-9eab-4090-8923-1b1473e84749.png?resizew=180)
(1)P、M两点间的距离;
(2)粒子返回O点时速度的大小;
(3)磁感强度的大小.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/11/d8a59fd1-9eab-4090-8923-1b1473e84749.png?resizew=180)
(1)P、M两点间的距离;
(2)粒子返回O点时速度的大小;
(3)磁感强度的大小.
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