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题型:解答题 难度:0.4 引用次数:548 题号:20986592
某实验小组研究在如图所示的坐标系中质量为、电荷量为的带正电粒子(不计重力)在电磁场中的运动情况,静电力常量为,请解答以下问题:
(1)如图甲,若沿轴正向加匀强电场,沿轴正向加匀强磁场。带电粒子以某速度在轴上做匀速直线运动,求带电粒子的速度
(2)如图乙,若在坐标原点和轴上处(图中未标出)分别固定等量的负点电荷,电荷量为),带电粒子恰好能以轴上点为圆心做半径为的匀速圆周运动,其轨迹平面与平面平行,运动方向如图中箭头所示,求带电粒子速度
(3)如图丙,若沿轴负向加磁感应强度为的匀强磁场,沿轴正向加电场强度为的匀强电场。现让带电粒子在平面内从坐标原点以初速度轴正向成角射入,经过时间后,带电粒子第一次到达运动过程中坐标最大的点,求的距离。
   
【知识点】 粒子由磁场进入电场

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【推荐1】如图甲所示,在光滑水平桌面建立直角坐标系xOy。第四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向内的匀强磁场。初始时刻桌面上有一光滑绝缘空心细管MN恰好与轴重合,M端位于坐标原点O。从初始时刻开始,细管与x轴保持垂直且以速度v0沿+x方向做匀速直线运动。已知初始位置在N端与细管相对静止的小球P(带正电,比荷为k)离开细管时的速度方向与+x方向夹角为45°。
(1)若第一象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向外的匀强磁场,求小球P离开细管后圆周运动的半径及细管的长度;
(2)若第一象限仅存在-y方向的匀强电场,电场强度大小E=Bv0,求小球P经过x轴时的坐标;
(3)若第一象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向外的匀强磁场,在第一象限内还有一平行于x轴且足够长的挡板ACACx轴的距离为细管长的一半,如图乙所示。且初始时刻细管内均匀紧密排满了相对细管静止的、与P完全相同的绝缘小球。若不考虑带电小球间相互作用的静电力,求从细管中飞出后能撞击到AC的小球数目占全部小球数目的比例。
2022-09-30更新 | 1010次组卷
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【推荐2】如图所示,直角坐标系xOy所在的平面内,y轴的左侧为三个依次相切的圆形有界磁场区域I、II、III,POQy轴和三个圆形磁场右边界的切点。y轴的右侧为大小为E、方向沿x轴负方向的足够大的匀强电场区域。已知I、III区域的半径均为3R,磁感应强度大小为B0,方向均垂直纸面向外;II区域半径为R,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里(图中均未画出)。一个质量为m,电荷量为+q带电粒子以某一速度从A点沿直径AP方向进入磁场I区,恰好沿O1O2方向进入II区域。不计带电粒子的重力,求:
(1)粒子在A点的速度
(2)带电粒子在电场区域沿x轴方向运动的最大距离;
(3)粒子最后离片磁场区的位置坐标;
(4)粒子在整个过程中运动的时间。
2022-03-06更新 | 452次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,在水平虚线MN和PQ间有垂直于纸面向外的匀强磁场,在MN上方有平行于纸面垂直于MN向上的匀强电场,电场强度大小为E,在PQ上的A点沿纸面斜向右上与PQ成60°角的方向射入一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,射入的速度大小为v0,恰好垂直MN进入电场,MN与PQ间的距离为d,不计粒子的重力。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)求粒子在电场、磁场中运动的总时间;
(3)保持磁场的磁感应强度大小不变,将方向反向,粒子在A点射入磁场的方向不变,将大小改变,结果粒子在整个运动过程中的最小速度为最大速度的倍,求粒子的最大速度。
2021-02-26更新 | 330次组卷
共计 平均难度:一般