如图所示,在直角坐标系x轴的下方有三块光滑弹性绝缘挡板PQ、QN、MN,其中P、M两点位于x轴上,PQ、MN平行且关于y轴对称,QN长度为2L,三块挡板间有垂直纸面向外的匀强磁场。在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从直角坐标系第二象限的S处以初速度大小
、方向与x轴正方向成30°斜向上飞出,恰好从P点射入磁场,先后与挡板PQ、QN、MN共发生4次碰撞反弹后,从M点离开磁场,并经过S关于y轴的对称点
。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为53°,到达QN时的速度方向与x轴正方向的夹角为53°,粒子与挡板间的碰撞为弹性碰撞,且每次碰撞前后速度方向与挡板的夹角相同,不计粒子重力,
,求:
(1)S处的位置坐标;
(2)三块挡板间匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子在匀强磁场中的运动的时间。
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(1)S处的位置坐标;
(2)三块挡板间匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子在匀强磁场中的运动的时间。
更新时间:2024-05-20 23:56:31
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【推荐1】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内分别存在匀强电场区域Ⅰ和Ⅱ,其中区域Ⅰ的电场方向沿x轴负方向,电场强度大小为E0,区域Ⅱ的电场方向沿y轴负方向,其宽度为d,虚线MN为其左边界。一个比荷为k的带正电粒子从区域Ⅰ中的P点由静止释放,刚好能从x轴上的N点离开电场区域Ⅱ,已知P点坐标为(
,d),不计粒子重力。
(1)求粒子从P点运动到N点所用的时间;
(2)求粒子从N点离开区域Ⅱ时的速度大小;
(3)若粒子从电场区域Ⅰ中某一点由静止释放后,均能经过N点离开电场区域Ⅱ,求粒子释放点的坐标应满足的关系。
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(1)求粒子从P点运动到N点所用的时间;
(2)求粒子从N点离开区域Ⅱ时的速度大小;
(3)若粒子从电场区域Ⅰ中某一点由静止释放后,均能经过N点离开电场区域Ⅱ,求粒子释放点的坐标应满足的关系。
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【推荐2】如图所示,在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场,有一个质量为m,电量为e的电子,以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域,不计电子所受重力,要使这个电子能从区域的右下角的B点射出,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/3/3/1575729159168000/1575729192108032/STEM/70ef5d7a-ce22-4628-a7dd-fe29e7efe6ca.png?resizew=513)
(1)无电场区域位于区域左侧一半内时,如图甲所示,电子的初速度应满足什么条件;
(2)无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时,如图乙所示,电子的初速度又应满足什么条件.
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(1)无电场区域位于区域左侧一半内时,如图甲所示,电子的初速度应满足什么条件;
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【推荐3】如图所示为一种新型粒子收集装置,一个粒子源放置在立方体中心(固定在竖直轴上),粒子源可以向水平各方向均匀地发射一种带正电粒子,粒子的速率均相等。立方体处在方向竖直向下、场强
的匀强电场中,立方体边长L=0.1m,除了上下底面
、
为空外,其余四个侧面均为荧光屏。已知粒子的质量
,电荷量
,不考虑粒子源的尺寸大小、粒子重力以及粒子间的相互作用,粒子打到荧光屏上后被荧光屏吸收,不考虑荧光屏吸收粒子后的电势变化。
(1)若所有粒子都能打到荧光屏上,求粒子源发射粒子的速率范围;
(2)若粒子源发射出的粒子速率为
,求:
①打在荧光屏上的粒子具有的最小动能
;
②打在荧光屏上的粒子数占发射粒子数的比例
。
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(1)若所有粒子都能打到荧光屏上,求粒子源发射粒子的速率范围;
(2)若粒子源发射出的粒子速率为
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①打在荧光屏上的粒子具有的最小动能
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②打在荧光屏上的粒子数占发射粒子数的比例
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c4d9d541cf4611d1fe62d0c7b19449f.png)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,虚线为两磁场的边界,虚线左侧存在着半径为R的半圆形匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,圆心O为虚线上的一点,虚线右侧存在着宽度为R的匀强磁场,方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,从圆周上的A点以某一初速度沿半径方向射入半圆形磁场区域,恰好从D点射出,AO垂直OD。若将带电粒子从圆周上的C点,以相同的初速度射入磁场,已知∠AOC=53°,粒子刚好能从虚线右侧磁场区域射出,不计粒子重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间;
(2)粒子从C点入射,第一次运动到两磁场的边界时速度的方向及其离O点的距离;
(3)虚线右侧磁场的磁感应强度。
(1)带电粒子的初速度及其从A到D的运动时间;
(2)粒子从C点入射,第一次运动到两磁场的边界时速度的方向及其离O点的距离;
(3)虚线右侧磁场的磁感应强度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/13/2440419957579776/2440813812359168/STEM/99b1eab4-ebc8-4a41-83f9-a33ea0391bf8.png?resizew=183)
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(0.4)
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【推荐2】如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场,
为磁场边界线,四条边界线相互平行,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B,区域Ⅱ的磁感应强度大小为
,矩形区域的长度足够长,磁场宽度及
与
之间的距离相同。某种带正电的粒子从
上的
处以大小不同的速度,沿与
成
角进入磁场(不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为
;当速度为
时,粒子垂直
进入无场区域,最终从
上的A点射出,求:
(1)粒子的比荷
;
(2)磁场区域Ⅰ的宽度L;
(3)出射点A偏离入射点
竖直方向的距离y。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7d29b239ccf0aa88b75f63b2be830d4.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/579d30cd992d70b5ea61728325a8630e.png)
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(1)粒子的比荷
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(2)磁场区域Ⅰ的宽度L;
(3)出射点A偏离入射点
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(0.4)
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【推荐3】如图a,区域Ⅰ有竖直向上的场强大小为E0的匀强电场,区域Ⅱ有平行于x轴的交变电场,场强E随时间变化规律如图b所示(设向右为正方向),区域Ⅲ和区域Ⅳ有方向均垂直纸面的匀强磁场,且区域Ⅳ磁场的磁感应强度大小为区域Ⅲ磁场的磁感应强度大小的2倍。y轴上固定着一块以O'为中点的绝缘弹性挡板(挡板厚度可忽略,粒子与挡板碰撞时,平行挡板方向的分速度不变,垂直挡板方向上的分速度等大反向,且碰撞后电量不变)。t=0时,在O点释放一带正电粒子(不计重力),粒子经电场加速后进入区域Ⅱ,经电场偏转后进入区域Ⅲ,进入时粒子速度与水平方向成30°角,接着在磁场中恰好以O'点为圆心做圆周运动,此后又恰好回到O点,并做周期性运动,已知量有粒子的质量m、电荷量q、电场场强大小E0、区域Ⅰ的宽度d。求:
(1)粒子在区域Ⅰ加速的时间t1以及进入区域Ⅱ时的速度大小v0;
(2)粒子刚进入区域Ⅲ的水平坐标以及区域Ⅲ中磁感应强度B的大小;
(3)若粒子在t=T时刻恰好返回O点,则交变电场随时间变化的周期T是多少?
(1)粒子在区域Ⅰ加速的时间t1以及进入区域Ⅱ时的速度大小v0;
(2)粒子刚进入区域Ⅲ的水平坐标以及区域Ⅲ中磁感应强度B的大小;
(3)若粒子在t=T时刻恰好返回O点,则交变电场随时间变化的周期T是多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/15/2943363261104128/2943955451805696/STEM/7d937a9a-5173-4ff0-a060-ce92d4e8dd4c.png?resizew=501)
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(0.4)
名校
【推荐1】如图,矩形abcd区域有磁感应强度为B的匀强磁场,ab边长为3L,bc边足够长。厚度不计的挡板MN长为5L,平行bc边放置在磁场中,与bc边相距L,左端与ab边也相距L。质量为m、电荷量为e的电子,由静止开始经电场加速后沿ab边进入磁场区域,电子与挡板碰撞后完全被吸收并导走。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/7/1575896635809792/1575896636301312/STEM/f8e6596b-d91a-4e80-be4f-92fd011172da.png?resizew=342)
(1)如果加速电压控制在一定范围内,能保证在这个电压范围内加速的电子进入磁场后在磁场中运动时间都相同.求这个加速电压U的范围;
(2)调节加速电压,使电子能落在挡板上表面,求电子落在挡板上表面的最大宽度
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/7/7/1575896635809792/1575896636301312/STEM/f8e6596b-d91a-4e80-be4f-92fd011172da.png?resizew=342)
(1)如果加速电压控制在一定范围内,能保证在这个电压范围内加速的电子进入磁场后在磁场中运动时间都相同.求这个加速电压U的范围;
(2)调节加速电压,使电子能落在挡板上表面,求电子落在挡板上表面的最大宽度
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(0.4)
名校
【推荐2】如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里,现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的比荷
,重力忽略不计,在0-0.8×10-5s时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响),已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×10-5s时刻经极板边缘射入磁场。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)
(1)求两板间的电压U0;
(2)0-0.2×10-5s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出,求磁场的最大宽度;
(3)若以MN与两板中线OO′垂直的交点为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向上为y轴建立二维坐标系,请写出在0.3×10-5s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场(此时,磁场只有左边界,没有右边界)时的位置坐标;
(4)两板间电压为0,请设计一种方案:让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入,经过右边的待设计的磁场区域后,带电粒子又返回粒子源。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26cbebba2ea0ac103bbbdf24cc683a13.png)
(1)求两板间的电压U0;
(2)0-0.2×10-5s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出,求磁场的最大宽度;
(3)若以MN与两板中线OO′垂直的交点为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向上为y轴建立二维坐标系,请写出在0.3×10-5s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场(此时,磁场只有左边界,没有右边界)时的位置坐标;
(4)两板间电压为0,请设计一种方案:让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO′射入,经过右边的待设计的磁场区域后,带电粒子又返回粒子源。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/14/a991c9ab-b33b-44ee-8a9e-bd6760111c65.png?resizew=495)
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在与x轴正方向成45°角的匀强电场,第二象限内存在与第一象限方向相反的匀强电场,两电场的场强大小相等。x轴下方区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在磁感应强度不同的、方向垂直纸面向外的足够大匀强磁场,两磁场的分界线与x轴平行,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小为B,在分界线上有一绝缘弹性挡板,挡板关于y轴对称。现在P(0,y0)点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力),粒子立即进入第一象限运动,以速度v穿过x轴后,依次进入区域Ⅰ和区域Ⅱ磁场,已知粒子从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时,速度方向垂直挡板紧贴挡板的右侧边缘,在与挡板进行碰撞时粒子的电荷量和能量均无变化,且与挡板的中央发生过碰撞。求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/24/e1accb03-74da-4d6c-9206-ec7c82b7c4c9.png?resizew=266)
(1)电场强度E的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子再次回到y轴时的位置坐标和此时粒子速度方向。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/24/e1accb03-74da-4d6c-9206-ec7c82b7c4c9.png?resizew=266)
(1)电场强度E的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子再次回到y轴时的位置坐标和此时粒子速度方向。
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