组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在叠加场中的运动 > 带电粒子在叠加场中做直线运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:1107 题号:21214470
如图所示,在xOy竖直平面内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,在的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度的大小相等且未知。一质量为5m、电荷量为的带电微粒从y轴上P点发出,沿直线运动到x轴上Q点,PQy轴夹角为。带电微粒进入第一象限后,将区域内的匀强电场E变为沿y轴正方向。带电微粒第一次从右往左穿过y轴时,分裂成速度方向均垂直于y轴向左的带正电的微粒甲和乙,质量分别为m、4m,且甲、乙微粒的比荷相同,分裂后二者总动能是分裂前微粒动能的2倍。不考虑分裂后两微粒间库仑力的影响,已知重力加速度为g
(1)求电场强度E的大小;
(2)求分裂后乙微粒做圆周运动的半径;
(3)分裂后甲微粒速度方向偏转时,撤去磁场,经过一段时间后,再加上与原区域相同的磁场,此后两微粒的轨迹不相交,求撤去磁场的时间需满足的条件。
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【推荐1】两相互平行且足够长的水平金属导轨MNPQ放在竖直平面内,相距0.4m,左端接有平行板电容器,板间距离为0.2m,右端接滑动变阻器R。水平匀强磁场磁感应强度为10T,垂直于导轨所在平面,整个装置均处于上述匀强磁场中。导体棒CD两端与导轨挂接,在整个运动过程中与金属导轨始终垂直且接触良好,金属棒CD的电阻为1Ω,其他电阻及摩擦均不计。现在用与金属导轨平行,大小为2N的恒力F使棒从静止开始向右运动。已知R的最大阻值为4Ω,g=10m/s2。则:
(1)滑动变阻器阻值取不同值时,导体棒处于稳定状态时拉力的功率不一样,求导体棒处于稳定状态时拉力的最大功率;
(2)当滑动触头位于最下端且导体棒处于稳定状态时,一个带电小球从平行板电容器左侧,以某一速度沿两板的正中间且平行于两极板从左边射入后,在两极板间恰好做匀速直线运动;当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时,该带电小球以同样的方式和速度射入,小球在两极板间恰好做匀速圆周运动,则小球的速度为多大?小球做圆周运动的半径为多大?
2017-05-05更新 | 510次组卷
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【推荐2】如图,坐标系中第一象限内有正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,方向未知,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里;在第二象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)。一质量为m、电荷量为的带电粒子以某一速度v(大小未知)沿与x轴负方向成角()的方向从A点进入第一象限,在第一象限内做直线运动,而后从y轴上的C点进入矩形磁场区域。一段时间后,粒子经过x轴上的D点且速度方向与x轴负方向成角。已知A点坐标为(2L,0),D点坐标为(-7L,0),不计粒子所受的重力。求:
(1)匀强电场Ex轴正方向的夹角的大小和粒子速度v的大小;
(2)矩形区域内磁场的磁感应强度的大小;
(3)矩形区域磁场的最小面积。
2023-02-17更新 | 567次组卷
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【推荐3】如图所示,一半径R=1.8m的光滑绝缘圆弧形圆管固定在竖直平面内,R远大于圆管直径,O为圆心,半径OA沿竖直方向,圆弧AC对应的圆心角θ=37°,空间存在OAC平面内水平向右的匀强电场,垂直OAC平面向里的匀强磁场。一质量m=3.6×104kg,电荷量q=+9.0×104C的带电小球(直径略小于圆管内径)以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆管内,后从C点离开做匀速直线运动.已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,求:
(1)匀强电场的场强大小E
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B
(3)小球射入圆管的瞬间对圆管的压力。
2023-11-16更新 | 451次组卷
共计 平均难度:一般