如图甲,三维坐标系中平面的左侧虚线区域内存在一未知电场,平面的右侧存在平行轴方向周期性变化的磁场和沿轴正方向竖直向上的匀强电场,电场强度。一质量、电荷量的带正电液滴,从平面内的点沿轴方向以的初速度进入未知电场区域,经过到达原点第1次经过轴,此时速度大小,方向在平面内与轴正向成角斜向下。把液滴到达原点的时刻记为,此时磁场沿轴负方向,磁场随时间变化的关系如图乙所示,其中、,重力加速度。
(1)求液滴从点到原点的过程中,受到的电场力的冲量大小;
(2)求液滴从第1次到第4次经过轴的时间间隔;
(3)在时刻撤去电场和磁场,同时在整个空间区域加上竖直向上的匀强磁场,磁感应强度,求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
(1)求液滴从点到原点的过程中,受到的电场力的冲量大小;
(2)求液滴从第1次到第4次经过轴的时间间隔;
(3)在时刻撤去电场和磁场,同时在整个空间区域加上竖直向上的匀强磁场,磁感应强度,求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
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2023新教材高考大二轮刷题首选卷 第一部分 专题三 考点3 带电粒子在复合场中的运动2022届山东省青岛市高三下学期第二次模拟检测物理试题(已下线)专题20 电学计算题——2020-2022年三年山东卷高考汇编2022届山东省青岛市高三下学期二模物理试题
更新时间:2022-05-13 18:59:23
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【推荐1】如图,为水平地面,为竖直面,为两平面交线,以O点为原点建立三维坐标系,轴水平向右,轴竖直向上;足够长光滑绝缘导轨水平放置,导轨右端位于轴上,距地面高度。在导轨上放置两彼此靠近的带正电小球,在外力作用下保持静止,此时两带电球间具有的电势能,小球a的质量,所带电量为,球的质量。竖直面右侧存在匀强电场,其场强大小。现释放两小球,经过一段时间小球a脱离轨道进入电场区域,此时两球相距足够远,两球间的电场力为0,重力加速度。
(1)求小球a进入电场时的速度大小;
(2)若匀强电场的方向沿z轴竖直向下,求a球落地时的速度大小;
(3)若匀强电场的方向沿y轴向里,求a球落地时的位置坐标及动能。
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(0.4)
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【推荐2】如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向x轴上方坐标平面范围内各个方向均匀发射比荷均为的带正电粒子,粒子初速度大小均为,已知,,不计粒子重力及粒子间的相互作用。
(1)在x轴上方加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为,如图甲,求粒子在磁场中运动的轨道半径r0和周期T0;
(2)在(1)的情况下,平行于x轴放置足够大的荧光屏MN,屏面与y轴垂直,粒子打至屏即被吸收,当荧光屏放置在处时,粒子能打到屏上的最左侧点为P;当荧光屏放置在y2处时,粒子能打到屏上的最左侧点也恰为P,求y2;
(3)若在第I、II象限分别加一个垂直纸面的有界半圆形匀强磁场区(图中未画出),使得粒子源发出的所有粒子经磁场偏转后形成一束y轴左、右侧宽度均为、方向沿+y的平行粒子束,如图乙,求第I、II象限磁场的磁感应强度大小BI和BII。
(1)在x轴上方加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为,如图甲,求粒子在磁场中运动的轨道半径r0和周期T0;
(2)在(1)的情况下,平行于x轴放置足够大的荧光屏MN,屏面与y轴垂直,粒子打至屏即被吸收,当荧光屏放置在处时,粒子能打到屏上的最左侧点为P;当荧光屏放置在y2处时,粒子能打到屏上的最左侧点也恰为P,求y2;
(3)若在第I、II象限分别加一个垂直纸面的有界半圆形匀强磁场区(图中未画出),使得粒子源发出的所有粒子经磁场偏转后形成一束y轴左、右侧宽度均为、方向沿+y的平行粒子束,如图乙,求第I、II象限磁场的磁感应强度大小BI和BII。
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解题方法
【推荐3】在高度为H的竖直区域内分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左;磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。在该区域上方的某点A,将质量为m、电荷量为+q的小球,以某一初速度水平抛出,小球恰好在该区域做直线运动。已知重力加速度为g。
(1)求小球平抛的初速度v0;
(2)若电场强度大小为E,求A点距该区域上边界的高度h;
(3)若令该小球所带电荷量为-q,以相同的初速度将其水平抛出,小球离开该区域时,速度方向竖直向下,求小球穿越该区域的时间。
(1)求小球平抛的初速度v0;
(2)若电场强度大小为E,求A点距该区域上边界的高度h;
(3)若令该小球所带电荷量为-q,以相同的初速度将其水平抛出,小球离开该区域时,速度方向竖直向下,求小球穿越该区域的时间。
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(0.4)
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【推荐1】如图所示,空间存在着方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向内、磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电荷量为+q、质量为m的小球Q静置在光滑绝缘的水平高台边缘,另一质量为m、不带电的绝缘小球P以水平初速度v0向Q运动,,两小球P、Q可视为质点,正碰过程中没有机械能损失且电荷量不发生转移.已知匀强电场的电场强度,水平台面距地面高度,重力加速度为g,不计空气阻力.
(1)求P、Q两球首次发生弹性碰撞后小球Q的速度大小;
(2)P、Q两球首次发生弹性碰撞后,经过多少时间小球P落地?落地点与平台边缘间的水平距离多大?
(3)若撤去匀强电场,并将小球Q重新放在平台边缘、小球P仍以水平初速度向Q运动,小球Q的运动轨迹如图2所示(平台足够高,小球Q不与地面相撞).求小球Q在运动过程中的最大速度和第一次下降的最大距离H。
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【推荐2】如图所示,坐标系xOy平面在纸面内,在的区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,的区域Ⅰ和的区域Ⅱ的磁感应强度大小分别为和。大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从原点O在坐标平面内向与x正方向成角射入,粒子的速度大小相等,方向随角度均匀分布。沿y轴正方向射入的粒子在点垂直两磁场的边界射入区域Ⅱ。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)求粒子从原点O射入磁场时的速度大小v;
(2)若在两磁场分界处有一垂直于xOy平面的足够大竖直挡板,求打到挡板上的粒子数占总粒子数的百分比;
(3)若粒子在区域Ⅱ中受到与速度大小成正比、方向相反的阻力,比例系数为k,观察发现沿y轴正方向射入的粒子,射入区域Ⅱ后粒子轨迹呈螺旋状并与两磁场的边界相切于Q点(未画出),求该粒子由P点运动到Q点的时间t及该粒子在区域Ⅱ中运动轨迹的长度l。
(1)求粒子从原点O射入磁场时的速度大小v;
(2)若在两磁场分界处有一垂直于xOy平面的足够大竖直挡板,求打到挡板上的粒子数占总粒子数的百分比;
(3)若粒子在区域Ⅱ中受到与速度大小成正比、方向相反的阻力,比例系数为k,观察发现沿y轴正方向射入的粒子,射入区域Ⅱ后粒子轨迹呈螺旋状并与两磁场的边界相切于Q点(未画出),求该粒子由P点运动到Q点的时间t及该粒子在区域Ⅱ中运动轨迹的长度l。
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(0.4)
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【推荐3】如题图所示,在真空中的xOy平面内,有四个边界垂直于x轴的条状区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,区域Ⅰ、Ⅲ宽度均为d,内有沿-y方向的匀强电场E;区域Ⅱ、Ⅳ宽度均为2d,内有垂直于xOy平面向内的匀强磁场和。M是区域Ⅲ右边界与x轴的交点。质量为m,电荷量为+q的粒子甲以速度从O点沿+x方向射入电场E,经过一段时间后,沿+x方向与静止在M点的粒子乙粘合在一起,成为粒子丙进入区域Ⅳ,之后直接从右边界上Q点(图中未标出)离开区域Ⅳ。粒子乙不带电,质量为2m,粘合前后无电荷损失,粘合时间极短,已知,粒子重力不计。求:
(1)粒子甲离开区域Ⅰ时速度的大小和与+x方向的夹角θ;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子丙从M点运动到Q点的最长时间。
(1)粒子甲离开区域Ⅰ时速度的大小和与+x方向的夹角θ;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子丙从M点运动到Q点的最长时间。
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