如图,直角坐标系xOy中,在第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子从y轴上P点(0,h)以初速度垂直于y轴射入电场,再经x轴上的Q点沿与x轴正方向成角进入磁场,粒子重力不计。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)要使粒子能够进入第三象限,求第四象限内磁感应强度B的大小范围;
(3)若第四象限内磁感应强度大小为,第三象限内磁感应强度大小为,且第三第四象限的磁场在)处存在一条与x轴平行的下边界MN(图中未画出),则要使粒子能够垂直边界MN飞出磁场,求L的可能取值。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)要使粒子能够进入第三象限,求第四象限内磁感应强度B的大小范围;
(3)若第四象限内磁感应强度大小为,第三象限内磁感应强度大小为,且第三第四象限的磁场在)处存在一条与x轴平行的下边界MN(图中未画出),则要使粒子能够垂直边界MN飞出磁场,求L的可能取值。
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更新时间:2023-06-29 18:07:48
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【推荐1】在如图所示的直角坐标系xoy中,矩形区域oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.2T;第一象限内有沿-y方向的匀强电场,电场强度大小为E=4.0×105N/C.已知矩形区域oa边长为0.60m,ab边长0.20m.在bc边中点N处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2.0×106m/s的某种带正电粒子,带电粒子质量m=6.4×10-27kg,电荷量为q=+3.2×10-19C,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)放射源沿-x方向射出的粒子,从射出到从 y轴离开所用的时间.
(3)从x轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少?
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)放射源沿-x方向射出的粒子,从射出到从 y轴离开所用的时间.
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【推荐2】如图所示,直角坐标系第一象限存在匀强电场,电场方向指向y轴负方向.第四象限内某矩形区域存在匀强磁场,磁场上边界为x坐标轴,磁场方向垂直于xOy平面向外.一质量为m、带电量为q的正电粒子以初速度v0从坐标为M(0,l)点沿x轴正方向射入,途经x轴上N(2l,0)点进入磁场,穿越磁场后,经y轴上P(0,-61)点、与y轴负方向夹角为45°射入第三象限,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)粒子途经N点时的速度大小和方向;
(3)矩形区域磁场的磁感应强度B的大小和矩形区域的最小面积.
(1)匀强电场的场强大小;
(2)粒子途经N点时的速度大小和方向;
(3)矩形区域磁场的磁感应强度B的大小和矩形区域的最小面积.
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【推荐3】如图所示,三角形AQC是边长L=20cm的等边三角形,P、D分别为AQ、AC的中点,在水平线QC的下方有一水平向左的匀强电场。区域I梯形(PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1,区域II(三角形APD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,区域III(虚线PD以上,三角形PAD以外)有垂直纸面向外的匀强磁场,区域II、III内磁场的磁感应强度大小均为B2=2.5T。一带电粒子从Q点正下方O点处以某一初速度射出,QO的距离d=10cm,在电场力的作用下从QC边的中点N以速度v0=5×106m/s垂直QC边射入区域内,接着从P点垂直AQ边射入区域内,此后该带电粒子经历一系列运动后又以原速率返回到O点,粒子重力可忽略,π≈3,求:
(1)区域内磁场的磁感应强度大小B1;
(2)匀强电场的电场强度大小E及该带电粒子从O点射出时初速度的大小v;
(3)该带电粒子从O点出发到再次返回到O点的整个运动过程所经历的时间t。
(1)区域内磁场的磁感应强度大小B1;
(2)匀强电场的电场强度大小E及该带电粒子从O点射出时初速度的大小v;
(3)该带电粒子从O点出发到再次返回到O点的整个运动过程所经历的时间t。
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【推荐1】中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破,该装置中用电磁场约束和加速高能离子,其部分电磁场简化模型如图所示,在三维坐标系中,空间内充满匀强磁场I,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;,的空间内充满匀强磁场II,磁感应强度大小为,方向平行于平面,与x轴正方向夹角为;,的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场。质量为m、带电量为的离子甲,从平面第三象限内距轴为的点以一定速度出射,速度方向与轴正方向夹角为,在平面内运动一段时间后,经坐标原点沿轴正方向进入磁场I。不计离子重力。
(1)当离子甲从点出射速度为时,求电场强度的大小;
(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动,求进入磁场时的最大速度;
(3)离子甲以的速度从点沿轴正方向第一次穿过面进入磁场I,求第四次穿过平面的位置坐标(用d表示);
(4)当离子甲以的速度从点进入磁场I时,质量为、带电量为的离子乙,也从点沿轴正方向以相同的动能同时进入磁场I,求两离子进入磁场后,到达它们运动轨迹第一个交点的时间差(忽略离子间相互作用)。
(1)当离子甲从点出射速度为时,求电场强度的大小;
(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动,求进入磁场时的最大速度;
(3)离子甲以的速度从点沿轴正方向第一次穿过面进入磁场I,求第四次穿过平面的位置坐标(用d表示);
(4)当离子甲以的速度从点进入磁场I时,质量为、带电量为的离子乙,也从点沿轴正方向以相同的动能同时进入磁场I,求两离子进入磁场后,到达它们运动轨迹第一个交点的时间差(忽略离子间相互作用)。
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【推荐2】如图所示,在x轴下方存在特殊的复合场,每个区域水平方向足够长,竖直间距均为d,其中第一个区域内存在水平向左的匀强电场,第二个区域内存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,第三个区域内只有重力场,往下重复二、三区域场,把第二个区域称为第一个p区,第四个区域称为第二个p区,以此类推。现将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从y轴上某点水平向右抛出,小球运动到x轴时速度方向与x轴正方向的夹角为45°,小球注入第一个p区时速度方向恰好竖直向下,进入第n个p区后恰好不能从该区域的下边界离开,不考虑小球回到第一象限之后的运动。已知各区域内电场的电场强度大小均为,磁场的磁感应强度大小均为B,重力加速度大小为g。求:
(1)小球抛出点的纵坐标;
(2)小球抛出时的初速度大小;
(3)磁感应强度大小B与n之间满足的关系。
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(2)小球抛出时的初速度大小;
(3)磁感应强度大小B与n之间满足的关系。
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【推荐3】中国计划未来在火星上建设一个复兴之城,为了保护城中居民不被宇宙射线伤害,科学家在城市周围建立一个电磁空间。如图甲所示,空间存在两边界为同轴圆柱面的电磁场区域Ⅰ、Ⅱ,区域Ⅱ位于区域Ⅰ外侧,以圆柱面的轴线为x轴建立空间直角坐标系。半径的足够长水平圆柱形区域Ⅰ内分布着沿x轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小;截面为环形且环形宽度的区域Ⅱ同时存在电场和磁场,电场强度的匀强电场沿x轴正方向,磁场的磁感应强度大小处处相等为,沿x轴正方向观察电磁场分布如图乙,磁感线与圆弧边界平行且沿顺时针方向,沿y轴负方向观察电磁场分布如图丙。现有比荷的带正电粒子,从坐标为的C点以速度(沿z轴正方向)沿直线通过区域Ⅱ、(不计粒子的重力和空气阻力)
(1)求速度大小;
(2)若撤去区域Ⅱ的电场,该粒子以速度,从C点沿x轴正方向进入区域Ⅱ,求它从进入区域Ⅱ到第一次离开区域Ⅰ运动的总时间;
(3)若撤去区域Ⅱ的磁场,该粒子在平面内以速度,从C点沿与x轴负方向成角进入区域Ⅱ,求它第二次离开区域Ⅱ的位置坐标。
(1)求速度大小;
(2)若撤去区域Ⅱ的电场,该粒子以速度,从C点沿x轴正方向进入区域Ⅱ,求它从进入区域Ⅱ到第一次离开区域Ⅰ运动的总时间;
(3)若撤去区域Ⅱ的磁场,该粒子在平面内以速度,从C点沿与x轴负方向成角进入区域Ⅱ,求它第二次离开区域Ⅱ的位置坐标。
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