如图所示,水平虚线MN的下方存在竖直向上、电场强度为
(大小未知)的匀强电场,上方有一圆心为O、半径为R的半圆形区域,该区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场和水平方向、电场强度为
(大小未知)的匀强电场,O点正下方的S处有一粒子源,能向外释放初速度为零的带正电粒子,粒子经过O点进入半圆形区域,并沿竖直半径方向做直线运动。已知粒子在半圆形区域内运动的时间为
,粒子的重力忽略不计。
(1)求电场强度
的大小和方向;
(2)若仅将半圆形区域内的磁场撤去,粒子仍从S处静止释放,结果粒子在半圆形区域内运动的时间变为
,求粒子的比荷以及S、O之间的电势差;
(3)若将半圆形区域内的匀强电场撤去,且将虚线下方的电场强度
增大到原来的16倍,粒子仍从S处静止释放,求粒子在半圆形区域内运动的时间.
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(1)求电场强度
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(2)若仅将半圆形区域内的磁场撤去,粒子仍从S处静止释放,结果粒子在半圆形区域内运动的时间变为
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(3)若将半圆形区域内的匀强电场撤去,且将虚线下方的电场强度
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更新时间:2024-01-07 17:29:26
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(0.4)
【推荐1】示波管是电子示波器的心脏。如图甲所示,它由电子枪、竖直方向偏转极板YY′、水平方向偏转极板XX′ 和荧光屏组成。极板YYʹ 的长度为 l,间距为 d,极板两端加一定电压,其间的电场可视为匀强电场,忽略极板的边缘效应;XX′极板间电压为零。电子刚离开金属丝时速度为零,从电子枪射出后以速度 v0 沿极板中心线进入偏转极板YYʹ,已知电子电荷量为 e,质量为 m,不计电子受到的重力。___________ 。
2.图乙是电子在偏转极板YYʹ 间运动的示意图,电子竖直方向的偏移距离为y ,则电子在偏转极板YYʹ 间运动的加速度为___________ ,电子通过YYʹ极板电势能的变化量为___________ ,YYʹ极板间的电压为___________ 。
3.若电子最后射到荧光屏上的P点,设P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h,则对h的大小能产生影响的物理量是( )
4.为使电子流在YYʹ极板间不发生偏转,设想在YYʹ极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场,则该匀强磁场的方向为___________ ,匀强磁场的磁感应强度大小为___________ 。
5.若电子枪每秒射出n个电子,在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上O点,被荧光屏全部吸收,则在前进过程中相邻两电子之间的距离为___________ ;荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为___________ 。
2.图乙是电子在偏转极板YYʹ 间运动的示意图,电子竖直方向的偏移距离为y ,则电子在偏转极板YYʹ 间运动的加速度为
3.若电子最后射到荧光屏上的P点,设P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h,则对h的大小能产生影响的物理量是( )
A.YYʹ极板间的长度 |
B.YYʹ极板间的距离 |
C.XX′极板间的长度 |
D.XX′极板间的距离 |
E.电子枪的加速电压 |
5.若电子枪每秒射出n个电子,在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上O点,被荧光屏全部吸收,则在前进过程中相邻两电子之间的距离为
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较难
(0.4)
【推荐2】如图是使初速度为零的正离子加速偏转的装置。已知加速电压为U1,板间距为d1,偏转电压为U2,偏转板长L,板间距为d2,从偏转板中点O到荧光屏的距离为D,若正离子质量为m,电量为q,求:
(1)正离子在加速电场中的加速度a1和离开加速电场时的速度v;
(2)正离子在偏转电场中的加速度a2,偏转角的正切
和侧向位移y ;
(3)离子打在屏上的位置到中心点的偏转距离
。
(1)正离子在加速电场中的加速度a1和离开加速电场时的速度v;
(2)正离子在偏转电场中的加速度a2,偏转角的正切
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(3)离子打在屏上的位置到中心点的偏转距离
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/11/2/1575063197753344/1575063211941888/STEM/c8f2ce15-f004-40cc-9998-f7de0890653f.png?resizew=227)
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示,空间中有竖直向上的匀强电场,场强
,不带电的小球B用长度
的轻质绝缘细线悬挂在O点,小球B从与圆心等高处由静止释放,当细线摆到右侧与竖直方向的夹角
时刚好与从右边某位置水平抛出的小球A正碰,碰后粘在一起可以看成一个小球C(两球的总电量不变)。已知小球A和B的质量都是
,小球A的电荷量
,小球A从抛出经过时间
与小球B碰撞,碰撞时间很短,碰撞瞬间撤去竖直向上的匀强电场,碰后小球C到O点正下方D点时再施加一个水平向左的匀强电场,场强
,不计空气阻力,整个运动过程A、B、C都可以看成质点,重力加速度g取10m/s2,
。求:
(1)小球A的抛出点与碰撞点之间的水平距离;
(2)碰后的小球C运动到最低点D时的速度大小;
(3)碰后的小球C经过最低点D后能否做完整的圆周运动,若能做完整的圆周运动,细线的最小拉力是多大,若不能做完整的圆周运动,细线刚要松弛时的速度是多少。
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(1)小球A的抛出点与碰撞点之间的水平距离;
(2)碰后的小球C运动到最低点D时的速度大小;
(3)碰后的小球C经过最低点D后能否做完整的圆周运动,若能做完整的圆周运动,细线的最小拉力是多大,若不能做完整的圆周运动,细线刚要松弛时的速度是多少。
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(0.4)
【推荐1】如图所示,在某平面内有一个长度为L的线性粒子源
,以O点为原点,
所在直线为y轴,垂直
方向为x轴,在此平面内建立直角坐标系。在坐标系第一象限的圆形区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场,该圆形区域的直径也为L,且分别与x轴和y轴相切,在第三和第四象限内充满垂直平面向外的匀强磁场,所有磁场的磁感应强度的大小相等。在圆形磁场与x轴的切点位置有一个特殊装置P,装置P为一个体积较小的圆孔形状的装置,圆孔的中心与切点重合,使粒子可以从上往下自由穿过圆孔,P能向圆孔中心释放出某种不带电的粒子,并保证孔内始终有一个粒子(粒子的速度都为零)。某时刻,粒子源向x轴正方向同时发射出大量带负电的粒子,每当有带电粒子要穿过P时,带负电的粒子总会与P释放出的不带电的静止的粒子发生正碰,并结合成一个新粒子,新粒子随即进入第四象限。已知离子源射出的所有粒子的动量都为p,带电量都为
,这些粒子都从P处经过x轴,除了P处的粒子相碰外,其他的粒子相互作用均忽略,粒子重力也忽略。
(1)求磁场的磁感应强度的大小;
(2)求出所有新粒子在x轴下方所经过的区域的面积;
(3)求出
之间的哪部分区域射出的粒子,在形成新粒子后,能再次进入圆形区域的磁场。
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(1)求磁场的磁感应强度的大小;
(2)求出所有新粒子在x轴下方所经过的区域的面积;
(3)求出
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(0.4)
【推荐2】如图所示,在以O1点为圆心且半径为r=0.10 m的圆形区域内,存在着竖直向下、场强大小为E=4×105 V/m的匀强电场(图中未画出)。圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端与一个足够大的荧光屏MN相切于x轴上的A点。一比荷
的带正电粒子从坐标原点O沿x轴正方向入射,粒子重力不计。
(1)若粒子在圆形区域的边界Q点射出匀强电场区域,O1A与O1Q之间的夹角为θ=60°,求粒子从坐标原点O入射的初速度v0;
(2)撤去电场,在该圆形区域内加一磁感应强度大小为B=0.15 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且将该圆形磁场以过O点并垂直于纸面的直线为轴,逆时针缓慢旋转90°,在此过程中不间断地射入题干中所述粒子,粒子入射的速度等于(1)中求出的v0,求在此过程中打在荧光屏MN上的粒子与A点的最远距离。
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(1)若粒子在圆形区域的边界Q点射出匀强电场区域,O1A与O1Q之间的夹角为θ=60°,求粒子从坐标原点O入射的初速度v0;
(2)撤去电场,在该圆形区域内加一磁感应强度大小为B=0.15 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且将该圆形磁场以过O点并垂直于纸面的直线为轴,逆时针缓慢旋转90°,在此过程中不间断地射入题干中所述粒子,粒子入射的速度等于(1)中求出的v0,求在此过程中打在荧光屏MN上的粒子与A点的最远距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/6/3/1575885014196224/1575885014466560/STEM/9338e4a7-799b-423a-8786-a58cfc7242c4.png?resizew=224)
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(0.4)
【推荐3】目前人类的火星之旅还面临着十大难题,其中之一是辐射问题,由于宇宙射线“风暴”常常会持续数日之久,前往火星探险的宇航员将面临遭受过量辐射的问题,为避免这一问题,科学家设想给航天器穿上一件“磁场外衣”,其过中心O的截面如图所示,匀强磁场分布在截面为环状的区域内,其内边界半径
,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.设射线粒子带正电,质量为
,电荷量为
,最大速度为
,不计粒子的重力及相互间作用力.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/8/1747819166089216/1748464711958528/STEM/869ef8ed5e3a4267b3e50bb1db42b346.png?resizew=129)
(1)若射线粒子从A点向O点以最大速度射入,请判断其圆周运动的旋转方向(“顺时针”或“逆时针”),并求出轨迹半径
.
(2)要使第(1)题中粒子不能进入磁场内边界,则磁场外边界的半径
至少为多少?求此时粒子在磁场中的运动时间.
(3)在
为(2)中取值时,要使上述粒子从A点以任何方向入射都不能进入磁场内边界,匀强磁场的磁感应强度至少应调节到多少?
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9aa8a716a31b0f51b70fdf9bdb257909.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/493c18b4eeec936956013e27d5a1942c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/8/1747819166089216/1748464711958528/STEM/869ef8ed5e3a4267b3e50bb1db42b346.png?resizew=129)
(1)若射线粒子从A点向O点以最大速度射入,请判断其圆周运动的旋转方向(“顺时针”或“逆时针”),并求出轨迹半径
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11bc05f41215f9894e11d1df0465751a.png)
(2)要使第(1)题中粒子不能进入磁场内边界,则磁场外边界的半径
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19f20f21a9d50b61dac519a3ddab539d.png)
(3)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19f20f21a9d50b61dac519a3ddab539d.png)
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,在竖直平面内建立:xOy直角坐标系,坐标系所在的空间中存在水平向右的匀强电场,电场强度大小
,同时存在着垂直于xOy坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T(电场、磁场图中均未画出)。一质量m=1×10-7kg,电荷量q=-2×10-6C的带电小球,正以某一速度在xOy坐标平面内沿直线运动。已知重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求小球做直线运动的速度v;
(2)当小球经过O点时若仅撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),求小球再次经过x轴时的位置坐标;
(3)当小球经过O点时若将电场的方向调整为竖直向下,电场强度的大小调整为
(不考虑电场变化引起的电磁感应现象),其他条件不变,求小球运动中与x轴的最大距离及在最大距离时小球的位置坐标。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fdb63cc44cb3bed6b6ccb790bf22dadf.png)
(1)求小球做直线运动的速度v;
(2)当小球经过O点时若仅撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),求小球再次经过x轴时的位置坐标;
(3)当小球经过O点时若将电场的方向调整为竖直向下,电场强度的大小调整为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1926e5ba8eac1b975d12c02e49f4b725.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668522269958144/2668735236112384/STEM/3ba978ca-7251-4708-aa60-9c5d4f43b5e0.png?resizew=196)
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,一质量M=1kg的绝缘木板静止于水平地面上,在距其左端L=
m处存在宽度d=2m、方向竖直向下的匀强电场区域,匀强电场的电场强度大小E=300N/C。一质量m=1kg、电荷量q=0.1C的带正电物块(视为质点)放在木板的左端,物块在水平向右的恒力F(大小未知)作用下从静止开始运动,物块进入电场后在电场中做匀速直线运动,在物块刚离开电场右边界时撤去恒力F,物块未从木板右端滑离。已知物块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,取重力加速度大小g=10m/s2,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块刚进入电场区域时的速度大小;
(2)求从木板开始运动到物块和木板的速度相同时经历的时间;
(3)若物块刚进入电场时,撤去恒力F,同时在电场区域内加一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=100T的匀强磁场,求物块通过电场区域的过程中受到的电场力的冲量大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d599cb4a589f90b0205f24c2e1fa021e.png)
(1)求物块刚进入电场区域时的速度大小;
(2)求从木板开始运动到物块和木板的速度相同时经历的时间;
(3)若物块刚进入电场时,撤去恒力F,同时在电场区域内加一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=100T的匀强磁场,求物块通过电场区域的过程中受到的电场力的冲量大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/19/2982556928286720/2983414322233344/STEM/677cb5cf-2e0a-47df-a642-116610b2d3a7.png?resizew=312)
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(0.4)
名校
【推荐3】在某空间建立如图所示直角坐标系,并在该空间加上沿y轴负方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场,和沿某个方向的匀强电场。一质量为m、带电量为+a(q>0)的粒子从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入该空间,粒子恰好能做匀速直线运动,不计粒子重力的影响,试求:
(1)所加电场强度E的大小和方向;
(2)若撤去电场,并改变磁感应强度的大小,使得粒子恰好能够经过坐标为(2a,0,-a)的点,则改变后的磁感应强度
为多大;
(3)若保持磁感应强度B不变,将电场强度大小调整为
,方向调整为平行于yOz平面且与y轴正方向成某个夹角θ,使得粒子能够在xOy平面内做匀变速曲线运动,并经过坐标为(2a,a,0)的点,则
和tanθ各为多少?
(1)所加电场强度E的大小和方向;
(2)若撤去电场,并改变磁感应强度的大小,使得粒子恰好能够经过坐标为(2a,0,-a)的点,则改变后的磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c5d54dfb9237412a7c1c00658830de6.png)
(3)若保持磁感应强度B不变,将电场强度大小调整为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd7a1a06b9df3661ec1400e86819535a.png)
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