如图所示,两竖直虚线MN和M′N′间的距离AC=d,P、Q点在直线M′N′上。一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)以某一速度从A点垂直于MN射入;若两竖直虚线间的区域内只存在场强大小为E、沿竖直方向的匀强电场,则该粒子将从P点离开场区,射出方向与AC的夹角叫做电偏转角,记为;若两竖直虚线间的区域内只存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场,则该粒子将从Q点离开场区,射出方向与AC的夹角叫做磁偏转角,记为。
(1)若两竖直虚线间的区域内同时存在上述电场和磁场,且该粒子沿直线运动从C点离开场区;
i.该粒子从A点入射的速度是多大?
ii.证明电偏转角与磁偏转角满足tan=sin;
(2)若,求该粒子从A点入射的速度多大时,电偏转角等于磁偏转角,即?
(1)若两竖直虚线间的区域内同时存在上述电场和磁场,且该粒子沿直线运动从C点离开场区;
i.该粒子从A点入射的速度是多大?
ii.证明电偏转角与磁偏转角满足tan=sin;
(2)若,求该粒子从A点入射的速度多大时,电偏转角等于磁偏转角,即?
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2022届湖北省武汉市高三下学期2月调研考试物理试题重庆市第八中学2021-2022学年高二下学期第一次月考物理试题(已下线)重庆市各地2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编:解答题第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合训练卷 -鲁科版(2019)选择性必修第二册
更新时间:2022-02-23 23:02:27
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解题方法
【推荐1】如图所示,水平虚线MN的下方存在竖直向上、电场强度为(大小未知)的匀强电场,上方有一圆心为O、半径为R的半圆形区域,该区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和水平方向、电场强度为(大小未知)的匀强电场,O点正下方的S处有一粒子源,能向外释放初速度为零的带正电粒子,粒子经过O点进入半圆形区域,并沿竖直半径方向做直线运动。已知粒子在半圆形区域内运动的时间为,粒子的重力忽略不计。
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅将半圆形区域内的磁场撤去,粒子仍从S处静止释放,结果粒子在半圆形区域内运动的时间变为,求粒子的比荷以及S、O之间的电势差;
(3)若将半圆形区域内的匀强电场撤去,且将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍,粒子仍从S处静止释放,求粒子在半圆形区域内运动的时间.
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅将半圆形区域内的磁场撤去,粒子仍从S处静止释放,结果粒子在半圆形区域内运动的时间变为,求粒子的比荷以及S、O之间的电势差;
(3)若将半圆形区域内的匀强电场撤去,且将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍,粒子仍从S处静止释放,求粒子在半圆形区域内运动的时间.
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(0.4)
【推荐2】如图所示,真空中有一个点状的放射源P,它向各个方向发射同种正粒子(不计重力),速率都相同,ab为P点附近的一条水平直线(P到直线ab的距离PC=lm),Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ= m(现只研究与放射源P和直线ab在同一个平面内的粒子的运动),当真空中(直线ab以上区域)只存在垂直该平面向里、磁感应强度为B=2T匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当真空中(直线ab以上区域)只存在平行该平面的匀强电场时,不同方向发射的粒子若能到达ab直线,则到达ab直线时它们速度大小都相等,已知水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.(粒子比荷为 =1×106C/kg)求:
(1)粒子的发射速率;
(2)当仅加上述电场时,求到达ab直线上粒子的速度大小和电场强度的大小;(结果可用根号表示)
(3)当仅加上述磁场时,从P运动到直线ab的粒子中所用的最短时间.
(1)粒子的发射速率;
(2)当仅加上述电场时,求到达ab直线上粒子的速度大小和电场强度的大小;(结果可用根号表示)
(3)当仅加上述磁场时,从P运动到直线ab的粒子中所用的最短时间.
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(0.4)
【推荐3】如图甲所示,一对平行金属板M、N长为L=1m,相距为d=0.2m,O1O为中轴线。当两板间加电压UMN=U0=100V时,两板间为匀强电场,忽略两极板外的电场。某种带正电粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场,粒子恰好从下极板N的右边缘飞出,已知粒子的比荷,且粒子重力忽略不计。
(1)求带电粒子进入电场时速度v0的大小;
(2)若MN间加如图乙所示的交变电压,其周期,从t=0开始,前内UMN=U,后内UMN=-U,大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场,最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上,求U的值;
(3)在满足(2)的情况下,求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最小值。
(1)求带电粒子进入电场时速度v0的大小;
(2)若MN间加如图乙所示的交变电压,其周期,从t=0开始,前内UMN=U,后内UMN=-U,大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场,最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上,求U的值;
(3)在满足(2)的情况下,求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最小值。
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(0.4)
【推荐1】如图甲所示,矩形区域I内存在垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场区域Ⅱ内存在如图乙所示规律变化的磁场。aa′、bb′、cc′为相互平行的磁场边界线,矩形磁场区域的长度足够长,宽度均为L。某种带正电的粒子从aa′上的O1处以大小不同的速率沿与O1a成α=30°角的方向进入区域I内磁场。O2为cc′边界上一点,O1O2与磁场边界垂直。已知带电粒子的质量为m,带电量为+q,忽略带电粒子间的作用力,不计带电粒子的重力。求:
(1)以速率v1入射的粒子恰好不能进入区域Ⅱ,求该速率v1的大小;
(2)以速率v2入射的粒子(v2小于第(1)问所求v1)在区域I内的运动时间t;
(3)以速率v3入射的粒子在区域I内的运动时间为第(2)问所求时间t的,求该速率v3的大小;
(4)区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为,其方向随时间t变化的规律如图乙所示,取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向。已知在t=0时刻第(3)问中速度为v3的粒子刚好射入区域Ⅱ,并最终垂直cc边界向右由K点穿出磁场(K点未标出),粒子进入区域Ⅱ后不再返回区域I,则K点到O2点的最大距离为多少?要达到此最大距离,图乙中的T值为多少?
(1)以速率v1入射的粒子恰好不能进入区域Ⅱ,求该速率v1的大小;
(2)以速率v2入射的粒子(v2小于第(1)问所求v1)在区域I内的运动时间t;
(3)以速率v3入射的粒子在区域I内的运动时间为第(2)问所求时间t的,求该速率v3的大小;
(4)区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为,其方向随时间t变化的规律如图乙所示,取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向。已知在t=0时刻第(3)问中速度为v3的粒子刚好射入区域Ⅱ,并最终垂直cc边界向右由K点穿出磁场(K点未标出),粒子进入区域Ⅱ后不再返回区域I,则K点到O2点的最大距离为多少?要达到此最大距离,图乙中的T值为多少?
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【推荐2】在如图所示的xOy平面内,边长为2R的正方形ABCD区域中存在方向垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,自O点沿x轴放置-一长为2R的探测板,与磁场下边界的间距为R;离子源从正方形一边(位于y轴上)的中点P沿垂直于磁场方向持续发射质量为m、电荷量为+q的离子,发射速度方向斜向上,与x轴正方向的夹角范围为0~50°,且各向均匀分布,单位时间发射离子数为N,离子的速度大小随发射角变化的关系为 ,为发射速度方向与水平方向夹角,其中的离子恰好从磁场下边界的中点沿y轴负方向射出。不计离子间的相互作用和离子的重力,离子打在探测板即被吸收并中和,已知R=0.05 m,B=1 T,v0=5×105 m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin50°=0.77,cos50°=0.64。
(1)求离子的比荷;
(2)证明∶从AB边飞出磁场的离子速度方向与AB边垂直;
(3)求单位时间内能打在探测板上的离子数n。
(1)求离子的比荷;
(2)证明∶从AB边飞出磁场的离子速度方向与AB边垂直;
(3)求单位时间内能打在探测板上的离子数n。
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示,在轴上方存在垂直于平面向外的匀强磁场,坐标原点处有一粒子源,可向轴和轴上方的平面各个方向不断地发射质量为、带电量为、速度大小均为的粒子.在轴上距离原点处垂直于轴放置一个长度为、厚度不计、两侧均能接收粒子的薄金属板(粒子打在金属板上即被吸收,电势保持为0).沿轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力.
(1)求磁感应强度的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)要使薄金属板右侧不能接收到粒子,求挡板沿轴正方向移动的最小距离.
(1)求磁感应强度的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间;
(3)要使薄金属板右侧不能接收到粒子,求挡板沿轴正方向移动的最小距离.
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