如图所示,在的区域内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在的区域内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场(磁感应强度未知)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子a,从y轴上的P点以某一速度沿x轴正方向射出,已知粒子a进入磁场时的速度大小为v,方向与x轴正方向的夹角,粒子a进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为P点纵坐标的一半,在粒子a进入磁场的同时,另一不带电粒子b也经x轴进入磁场,运动方向与粒子a进入磁场的方向相同,在粒子a第一次进入磁场的运动过程中,两粒子恰好能发生正碰(碰撞前瞬间速度方向相反),不计两粒子重力。
(1)求粒子a从P点射出的速度大小v0及P点的纵坐标h;
(2)求粒子b经过x轴进入磁场时的横坐标及速度大小;
(3)若两粒子碰后结合在一起,结合过程不损失质量和电荷量,要使结合后的粒子不能进入电场,求粒子b的质量应满足的条件。
(1)求粒子a从P点射出的速度大小v0及P点的纵坐标h;
(2)求粒子b经过x轴进入磁场时的横坐标及速度大小;
(3)若两粒子碰后结合在一起,结合过程不损失质量和电荷量,要使结合后的粒子不能进入电场,求粒子b的质量应满足的条件。
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(已下线)江西2024年1月适应性测试物理T15变式题-粒子由电场进入磁场-计算题四川省射洪中学校2023-2024学年高二上学期第三次学月质量检测(1月)物理试题重庆市第八中学校2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题重庆市第八中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题
更新时间:2024-01-05 15:08:56
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【推荐1】如图所示,有一XOY坐标平面,其中第三象限内存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E,在y=0和y=6L两直线之间存在两匀强磁场,且磁感应强度大小相同,方向相反,y轴为两磁场的分界线(边界有磁场)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从图中Q点静止出发,经过x轴上的P(-L,0)点以速度v0垂直于x轴进入磁场中,不计粒子的重力。求∶
(1)P与Q之间的距离;
(2)要使粒子能从磁场的下边界(Y=0)出射,求磁感应强度的取值范围;
(3)若粒子能从磁场上边界的A点(0,6L)离开,求磁感应强度的可能值。
(1)P与Q之间的距离;
(2)要使粒子能从磁场的下边界(Y=0)出射,求磁感应强度的取值范围;
(3)若粒子能从磁场上边界的A点(0,6L)离开,求磁感应强度的可能值。
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【推荐2】如图所示,xOy为平面直角坐标系,在y>d的空间Ⅰ内存在沿x轴正方向的匀强电场。在0<y<d的空间Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场,电场强度大小与空间Ⅰ中的相同,磁感应强度大小为,在y<0的空间Ⅲ存在与y轴正方向成53°的匀强电场,电场强度的大小为。现将一带正电的小球从y轴上的点由静止释放,经空间Ⅰ区域到达点进入空间Ⅱ.并从x轴上的D点进入空间Ⅲ,D点未画出。已知粒子的电荷量大小为q,质量为m,重力加速度取g,,。求:
(1)小球到达C点时的速度大小;
(2)小球在空间Ⅱ内运动的时间;
(3)小球进入空间Ⅲ后,经偏转到达y轴上F点(F点未画出),则DF两点间电势差。
(1)小球到达C点时的速度大小;
(2)小球在空间Ⅱ内运动的时间;
(3)小球进入空间Ⅲ后,经偏转到达y轴上F点(F点未画出),则DF两点间电势差。
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【推荐3】如图所示,在xOy坐标系中,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小均为v0,在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为α粒子的电量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,mn为电场和磁场的边界.ab为一块很大的平面感光板垂直于xOy平面且平行于x轴,放置于y=2d处,如图所示.观察发现此时恰好无粒子打到ab板上(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用),求:
(1)α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小及距y轴的最大距离;
(2)磁感应强度B的大小;
(1)α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小及距y轴的最大距离;
(2)磁感应强度B的大小;
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【推荐1】芯片制造中,离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计,经匀强电场加速后,从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器,磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场(大小未知),与矩形离子控制区abcd相切于Q点,ad边长为L,开始时控制区无任何场,离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区,注入cd处的硅片上。已知离子质量为m,电荷量为q,在圆形磁分析器中运动的时间为t,图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形,bQ足够长,不计离子的重力和离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求圆形磁分析器的半径r;
(3)若在控制区加上垂直于纸面向里磁场,其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化,x为该点到ab边的距离,k为已知的常数且,则要使离子不打到硅片上,ab边所在位置的磁感应强度至少为多少?
(1)求加速电场的电压U;
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【推荐2】激光触发原子核裂变的过程可以简化如下:竖直的两块极板AA1,BB1之间存在水平向右的匀强电场,BB1板正中央有一小孔O,以O为坐标原点建立如图所示的直角坐标系,BB1板在y轴上,y轴右侧有范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,距离O左边x处有一静止的原子核,不计原子核的重力和原子核间的相互作用。
(1)若原子核自然裂变成核和核,两核速度分别为水平向左v1和向右v2,c核直接从O进入到y轴右侧磁场中,并打在y轴上坐标为的位置,b核向左运动后没有碰到AA1板,并最终也从O进入到磁场中,并打在轴上坐标为的位置,如果b、c两核的质量和电量分别用、和、表示,且满足,且,求;
(2)如果原子核不发生裂变直接从O点射入磁场后做如图2所示的半径为R的圆周运动,圆心为O1。圆周上有一点G,O1G与水平方向的夹角为。原子核受激光照射(忽略激光的动量)而裂变成b、c两核,b、c两核平分a的质量和电量,设裂变后瞬间b、c两核的速度分别为和,且。
①若在G处原子核a受激光照射而裂变,、两者方向与a核裂变前瞬间的速度方向相同,裂变后瞬间磁场方向未变,大小突然变为B1,求B1至少为多大才能使b、C两核不会从磁场中飞出;
②若在OG之间的某一位置原子核受激光照射而裂变,、两者方向相反且与a核裂变前瞬间的速度方向在同一直线上,发生裂变的瞬间撤去极板并且y轴左侧也加上与y轴右侧相同的磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在之后的运动过程中,某一时刻b、c两核所在位置的横坐标分别为和,的绝对值记为xm,问a核在圆周上何处裂变xm有最大值,求出该处与O1连线与y轴正方向的夹角和xm的大小。
(1)若原子核自然裂变成核和核,两核速度分别为水平向左v1和向右v2,c核直接从O进入到y轴右侧磁场中,并打在y轴上坐标为的位置,b核向左运动后没有碰到AA1板,并最终也从O进入到磁场中,并打在轴上坐标为的位置,如果b、c两核的质量和电量分别用、和、表示,且满足,且,求;
(2)如果原子核不发生裂变直接从O点射入磁场后做如图2所示的半径为R的圆周运动,圆心为O1。圆周上有一点G,O1G与水平方向的夹角为。原子核受激光照射(忽略激光的动量)而裂变成b、c两核,b、c两核平分a的质量和电量,设裂变后瞬间b、c两核的速度分别为和,且。
①若在G处原子核a受激光照射而裂变,、两者方向与a核裂变前瞬间的速度方向相同,裂变后瞬间磁场方向未变,大小突然变为B1,求B1至少为多大才能使b、C两核不会从磁场中飞出;
②若在OG之间的某一位置原子核受激光照射而裂变,、两者方向相反且与a核裂变前瞬间的速度方向在同一直线上,发生裂变的瞬间撤去极板并且y轴左侧也加上与y轴右侧相同的磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在之后的运动过程中,某一时刻b、c两核所在位置的横坐标分别为和,的绝对值记为xm,问a核在圆周上何处裂变xm有最大值,求出该处与O1连线与y轴正方向的夹角和xm的大小。
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【推荐3】如图是离子控制器工作原理示意图。装置由加速电场、电磁分析器、偏转电场和偏转磁场组成。各组件中心截面均分布在坐标平面xOy。加速电场在第三象限,带正电离子自O点由静止释放,自A点垂直x轴进入电磁分析器。电磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环,圆心均处在坐标原点,电磁分析器所处区域可以周期性的加入垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B(已知),或者指向坐标原点的辐向电场,离子进入分析器位置和射出位置到圆心等距,且无论是电场还是磁场,离子均在该区域做半径为R的圆周运动。第一象限存在沿y轴负向的匀强电场,离子第一次穿越x正半轴时速度方向与x轴正方向夹角为45°。第四象限存在垂直纸面的匀强磁场。整个系统置于真空中,已知离子离开第二象限时速度为v,不计离子重力。
(1)求电磁分析器中的离子轨迹所处区域的电场强度E与磁感应强度B之比和离子的比荷;
(2)求第一项象限匀强电场的电场强度;假设第四象限磁场方向垂直纸面向外,为使离子不再次穿过y轴,第四象限磁场磁感应强度的最小值;
(3)如果第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,在区域磁感应强度为;在磁感应强度为,区域磁感应强度为B,……,区域磁感应强度为,求离子第二次穿越x正半轴之前,在运动过程中离x轴的最大距离。
(1)求电磁分析器中的离子轨迹所处区域的电场强度E与磁感应强度B之比和离子的比荷;
(2)求第一项象限匀强电场的电场强度;假设第四象限磁场方向垂直纸面向外,为使离子不再次穿过y轴,第四象限磁场磁感应强度的最小值;
(3)如果第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,在区域磁感应强度为;在磁感应强度为,区域磁感应强度为B,……,区域磁感应强度为,求离子第二次穿越x正半轴之前,在运动过程中离x轴的最大距离。
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