如图甲所示,在坐标轴y轴左侧存在一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,y轴右侧存在如图乙所示宽度为L的有界交变电场(规定竖直向下为正方向),此区间的右侧存在一大小仍为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场,有一质量为m,带电量为q的正粒子(不计重力)从x轴上的A点以速度大小为v、方向与x轴正方向夹角θ=60°射出,粒子达到y轴上的C点时速度方向与y轴垂直,此时区域内的电场从t=0时刻开始变化,在t=2T时刻粒子从x轴上的F点离开电场(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2).求:
(1)C点距坐标原点距离y;
(2)交变电场的周期T及电场强度E0的大小;
(3)带电粒子进入右侧磁场时,区域内的电场消失,要使粒子仍能回到A点,左侧磁感应强度的大小、方向应如何改变?
(1)C点距坐标原点距离y;
(2)交变电场的周期T及电场强度E0的大小;
(3)带电粒子进入右侧磁场时,区域内的电场消失,要使粒子仍能回到A点,左侧磁感应强度的大小、方向应如何改变?
更新时间:2020-02-09 17:28:02
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【推荐1】如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C,方向水平向右的匀强电场.带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4,P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示.P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
(2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
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【推荐2】如图所示,光滑的薄平板,放置水平桌面上,平板右端与桌面相齐,在平板上距右端d=0.6cm处放一比荷为 的带电体B(大小可忽略),A长 ,质量 .在桌面上方区域内有电场强度不同的匀强电场, 左侧电场强度为,方向水平向右;右侧电场强度为左侧的5倍,方向水平向左.在薄平板A的右端施加恒定的水平作用力F,同时释放带电体B,经过一段时间后,在 处带电体B与薄平板A分离,其后带电体B到达桌边缘时动能恰好为零, 求:
(1)处到桌面右边缘的距离;
(2)加在薄平板A上恒定水平作用力F的大小;
(3)从B与A分离开始计时,带电体B再一次回到分离点时运动的总时间。
(1)处到桌面右边缘的距离;
(2)加在薄平板A上恒定水平作用力F的大小;
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【推荐3】如图甲所示,A、B为两块平行金属板极板间电压为UAB=1687.5V,现有大量的电子由A板从静止开始加速后,沿两平行金属板CD的中线进入到偏转电场.平行金属板C、D长=4×10-2m,板间距离d=8×10-3m,在距离C、D右侧边缘=0.2m处有一足够大的荧光屏P,当C、D之间未加电压时电子沿C、D板的中线穿过,打在荧光屏上的0点并发出荧光.现给金属板C、D之间加一个如图乙所示的变化电压(D板接电源的正极).已知电子质量为m=9.0×10-31kg,电荷量为e=1.6×10-19C.求:
(1)电子从B板上的小孔射出时的速率v0;
(2)打在荧光屏上的电子的最大动能;
(3)一起上下调整A、B,使电子能够在C、D板左侧任意位置仍以速度v0沿平行于C、D板的方向进入到偏转电场中,求电子打到荧光屏上亮线的长度(只考虑竖直方向)。
(1)电子从B板上的小孔射出时的速率v0;
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【推荐1】如图,在xoy坐标系中,在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场,区域内存在垂直xoy平面向外的匀强磁场。ab和pc是两块厚度不计的绝缘挡板,ab平行x轴放置且b端固定在处,a端可沿着x轴负方向伸缩从而改变板的长度;足够长的pc板沿y轴竖直放置,初始时刻其下端点p位于处,与ab的b端重合但不粘连。某时刻,一个电荷量为、质量为m的粒子,在位置以沿方向的初速度开始运动,之后从点进入区域,此时pc板立刻沿方向做匀速运动,粒子经过偏转后垂直到达处的平面,并最终垂直打在pc板上被吸收。已知所有粒子均不会打在ab上表面,当粒子打在ab下表面时将原速反弹,若不计粒子的重力,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)pc板运动速度的大小。
(1)电场强度E的大小;
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【推荐2】如图所示,在xoy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直纸面向外;分成I和II两个区域,I区域的宽度为d,右侧磁场II区域还存在平行于xoy平面的匀强电场,场强大小为E=,电场方向沿y轴正方向。坐标原点O有一粒子源,在xoy平面向各个方向发射质量为m,电量为q的正电荷,粒子的速率均为v=。进入II区域时,只有速度方向平行于x轴的粒子才能进入,其余被界面吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用,求:
(1)某粒子从O运动到O'的时间;
(2)在I区域内有粒子经过区域的面积;
(3)粒子在II区域运动,当第一次速度为零时所处的y轴坐标。
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【推荐1】离子约束技术对实现可控核聚变有着决定性作用。某离子束实验装置的基本原理如图甲所示,在半径为R的圆柱体底面建立空间直角坐标系,坐标原点与圆柱底面圆心重合。圆柱体区域内存在沿z轴负方向、电场强度为E的匀强电场,圆柱区域正上方存在沿x轴负方向、磁感应强度为的匀强磁场。如图乙所示,从离子源不断飘出(不计初速度)电荷量为q、质量为m的正离子,经电场加速后从圆柱边界正上方沿y轴负方向进入磁场,恰好在圆柱顶面圆心处与y轴正方向成角斜向下射出磁场,进入圆柱区域内的电场中,最后落在圆柱底面上坐标为的D点(图中未画出),不计离子重力。
(1)求加速装置的电压U;
(2)若已知,求圆柱体区域的高度h;
(3)若将圆柱体区域(含边界)的电场,换成一个沿z轴负方向的匀强磁场,且知圆柱区域高度为。为使离子都能到达圆柱底面,并在O点“聚焦”,则磁感应强度B应为多大?
(1)求加速装置的电压U;
(2)若已知,求圆柱体区域的高度h;
(3)若将圆柱体区域(含边界)的电场,换成一个沿z轴负方向的匀强磁场,且知圆柱区域高度为。为使离子都能到达圆柱底面,并在O点“聚焦”,则磁感应强度B应为多大?
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【推荐2】在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图,离子经加速后沿水平方向进入速度选择器,然后通过磁分析器,选择出特定比荷的离子,经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆(硅片)。速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向均垂直纸面向外;速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为E,方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之圆环,其两端中心位置M和N处各有一个小孔;偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体,其底面与晶圆所在水平面平行,间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时,离子恰好竖直注入到晶圆上的O点(即图中坐标原点,x轴垂直纸面向外)。整个系统置于真空中,不计离子重力,打在晶圆上的离子,经过电场和磁场偏转的角度都很小。当很小时,有。求
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷;
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
(3)偏转系统仅加磁场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示。
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷;
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
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【推荐3】如图所示,平面直角坐标系xoy的y轴左侧有沿y轴正向的匀强电场,y轴为电场的右边界,电场宽度为d.y轴右侧有垂直平面向外的匀强磁场,y轴为磁场的左边界.在x轴上的P(-d,0)点有一粒子发射器,以相同速度v0沿x轴正向先后射出甲、乙两个带正电的粒子.已知甲粒子比荷,场强大小为,甲、乙两粒子在电场中的加速度大小之比为3:1,磁感应强度大小为 ,不计粒子间的相互影响,不计粒子重力.求:
(1) 乙粒子第一次在电场中的侧移距离;
(2) 甲粒子在磁场中运动的时间;
(3)乙粒子第一次过x轴时的坐标.
(1) 乙粒子第一次在电场中的侧移距离;
(2) 甲粒子在磁场中运动的时间;
(3)乙粒子第一次过x轴时的坐标.
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