如图甲所示,在直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场内有一个平行于x轴的足够长的接收屏。在第二象限内,长为L的平行金属板A、C水平固定放置,两板与x轴平行,且右端紧靠y轴。C板上表面到x轴的距离为两板间距离的一半,两板间加有如图乙所示的方波电压,、T均已知。在两板中线左端P点有一个粒子源,不断沿两板中线方向射出质量为m、电荷量为的粒子。粒子的初速度相同,粒子在两板间的运动轨迹在坐标平面内,粒子穿过两板所用的时间为T。从时刻射入的粒子刚好从下板右端边缘射出,经电场偏转后以与x轴正向成的方向进入磁场,粒子恰好能垂直打在屏上。不计粒子重力及粒子间的相互作用,忽略两金属板的边缘效应,求:
(1)两平行金属板间的距离;
(2)第一象限内匀强电场的电场强度大小:
(3)屏上接收到粒子的区域长度。
(1)两平行金属板间的距离;
(2)第一象限内匀强电场的电场强度大小:
(3)屏上接收到粒子的区域长度。
更新时间:2024-02-29 08:54:26
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(0.4)
【推荐1】如图所示,带电金属板A、B竖直平行正对放置,B板中心的小孔正好位于平面直角坐标系的O点,y轴沿竖直方向。在的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为1000V/m;比荷为的带正电的粒子P从A板中心O'处由静止释放,其运动轨迹恰好经过点M(4m,2m),粒子P的重力不计。求:
(1)粒子P从O到M运动的时间t;
(2)金属板A、B之间的电势差;
(3)若在粒子P经过O点的同时,在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子O,使P、O恰能在运动中相碰;假设Q的质量是P的2倍,带电情况与P相同,粒子Q的重力及P、Q之间的相互作用均忽略不计,粒子Q释放点的横纵坐标x、y应满足的函数关系。
(1)粒子P从O到M运动的时间t;
(2)金属板A、B之间的电势差;
(3)若在粒子P经过O点的同时,在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子O,使P、O恰能在运动中相碰;假设Q的质量是P的2倍,带电情况与P相同,粒子Q的重力及P、Q之间的相互作用均忽略不计,粒子Q释放点的横纵坐标x、y应满足的函数关系。
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【推荐2】如图所示,竖直平面内有一半径为L,圆心为O的圆,AB为水平直径,CD为竖直直径。长为L的轻质细线一端系小球,另一端固定在圆心O。可视为质点的小球的带电量为+q、质量为m。方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆平面平行,且qE=mg。
(1)若小球从C点静止释放,在运动过程中,细线与竖直方向的最大夹角是多少?
(2)要使小球做完整的圆周运动,在C点小球至少应该以多大的速度水平抛出?
(3)若小球从A点静止释放,经过B点时绳子的拉力是多少?
(4)剪断细线,将小球从A点以斜向右上方45o抛出,再次经过AB直线时距A多远?
(1)若小球从C点静止释放,在运动过程中,细线与竖直方向的最大夹角是多少?
(2)要使小球做完整的圆周运动,在C点小球至少应该以多大的速度水平抛出?
(3)若小球从A点静止释放,经过B点时绳子的拉力是多少?
(4)剪断细线,将小球从A点以斜向右上方45o抛出,再次经过AB直线时距A多远?
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【推荐3】一质量为m1=1 kg,带电荷量为q=+0. 5 C的小球以速度v0=3 m/s沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0. 6 m,两极板间距为0.5 m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10 V/m,(g=10m/s2)求:
(1)两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件;
(3)若在B处放一个质量为m2光滑绝缘小球,且m2=m1,两球相碰为弹性正碰,若m2球能运动到圆弧轨道最高点,求圆弧轨道半径的范围。
(1)两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件;
(3)若在B处放一个质量为m2光滑绝缘小球,且m2=m1,两球相碰为弹性正碰,若m2球能运动到圆弧轨道最高点,求圆弧轨道半径的范围。
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【推荐1】如图所示,一个边长为L=0.8 m(ab=bc=L),高为h=0.8 m的光滑实心立方体固定在水平面上(其中靠外面的cd边所在竖直面足够长,称为“A面”),上表面处有垂直cd边的匀强电场,方向如图,电场强度为E=4 N/C,在立方体前方外有竖直向上的匀强磁场.今在a点以不同的速度v0沿ab边射入质量为m、电荷量为q=的带正电的小球.试求:(本题可能用到的数据:g=10 m/s2,π=3.14,tan α分别等于2、3、4、5时,对应的α的弧度值分别为1.11、1.25、1.33、1.37.如果有碰撞皆为弹性碰撞,但与地面的碰撞是完全非弹性的,最终结果保留两位小数)
(1)如果射入的小球都能从cd边射出,求出速度v0的范围?
(2)满足条件(1)时,如果小球都能直接落在A面之前的水平面上,那么磁感应强度B应满足什么条件?
(3)如果某个小球恰好从dc边中点射出电场,落地点恰好在dc边的正下方的边线上,那么磁感应强度B多大?落地点与射出点的水平距离多大?
(1)如果射入的小球都能从cd边射出,求出速度v0的范围?
(2)满足条件(1)时,如果小球都能直接落在A面之前的水平面上,那么磁感应强度B应满足什么条件?
(3)如果某个小球恰好从dc边中点射出电场,落地点恰好在dc边的正下方的边线上,那么磁感应强度B多大?落地点与射出点的水平距离多大?
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【推荐2】如图,在平面直角坐标系xoy中,矩形区域ABCD内存在垂直纸面向外的匀强磁场,AO=OB=L,BC=,第三象限内存在以DA延长线为左边界、以y轴为右边界、垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场。一带正电粒子以速度v0从x轴上P点沿y轴正方向射入磁场,恰以O点为圆心做匀速圆周运动,且刚好不从DC边界射出磁场,经过电场后与y轴负方向成60o角进入第三象限并恰好不从磁场左边界飞出,已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子的重力,求:
(1)P点到O点的距离;
(2)粒子进入电场后第一次到达y轴的时间;
(3)ABCD区域的磁感应强度B1与第三象限的磁感应强度B2之比,及粒子到达磁场左边界时的位置坐标。
(1)P点到O点的距离;
(2)粒子进入电场后第一次到达y轴的时间;
(3)ABCD区域的磁感应强度B1与第三象限的磁感应强度B2之比,及粒子到达磁场左边界时的位置坐标。
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【推荐1】在如图所示的空间区域里,x轴下方有一匀强电场,场强方向跟x轴负方向成60°角,大小为E = ×105N/C,x轴上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,有一质子以速度υ = 2.0×106m/s由x轴上A点(OA = 20cm)从与x轴正方向成30°角射入磁场,恰好从坐标原点O穿过x轴射入电场,已知质子质量m=1.6×10-27kg,求
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)质子经过电场后,再次射入磁场的位置和方向.
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)质子经过电场后,再次射入磁场的位置和方向.
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【推荐2】如图所示,在xOy平面内存在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个场区,y轴右侧存在匀强磁场Ⅰ,y轴左侧与虚线MN之间存在方向相反的两个匀强电场,Ⅱ区电场方向竖直向下,Ⅲ区电场方向竖直向上,P点是MN与x轴的交点,OP为Ⅱ、Ⅲ场区的分界.有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子由原点O以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场Ⅰ,已知匀强磁场Ⅰ的磁感应强度垂直纸面向里、大小为B0,匀强电场Ⅱ和匀强电场Ⅲ的电场强度大小均为,如图所示,Ⅳ区的磁场垂直纸面向外、大小为,O、P之间的距离为,已知粒子最后能回到O点.粒子重力不计。
(1)求带电粒子从O点飞出后,第一次回到x轴时的位置坐标.
(2)根据题给条件画出粒子运动的轨迹.
(3)求带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间.
(1)求带电粒子从O点飞出后,第一次回到x轴时的位置坐标.
(2)根据题给条件画出粒子运动的轨迹.
(3)求带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间.
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【推荐3】如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E=4×105 N/C、方向水平向左的匀强电场,在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.比荷=2.5×109 C/kg的带正电的粒子,以初速度v0=2×107 m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场,OA=0.2 m,不计粒子的重力.
(1)求粒子在电场中运动的加速度大小;
(2)求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限,求磁感应强度B的取值范围.(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)
(1)求粒子在电场中运动的加速度大小;
(2)求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限,求磁感应强度B的取值范围.(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)
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