如图所示,虚线MN为匀强电场和匀强磁场的分界线,匀强电场场强大小为E,方向竖直向下且与边界MN成θ=45°角,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.在电场中有一点P,P点到边界MN的竖直距离为d..现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放.粒子第一次进入磁场后,经过时间t,将磁感应强度大小突然变为B′,方向不变,此后粒子恰好被束缚在该磁场中.(不计粒子所受重力,电场和磁场范围足够大)求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/6/2112772940333056/2114406169124864/STEM/5bb260d4-505d-41c1-bc54-182c1c2c0af3.png?resizew=214)
(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)当B′有最小值时,经过的时间t为多少?
(3)B′的最小值为多少?
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(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)当B′有最小值时,经过的时间t为多少?
(3)B′的最小值为多少?
更新时间:2019-01-08 17:53:16
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(0.4)
【推荐1】某空间区域被竖直边界线MN分割为左右两个区域,分界线左边存在一个方向垂直于纸面、半径为5R的圆形磁场区域Ⅰ,磁感应强度大小和方向未知,磁场边界与水平线PQ相切于P点,P点离分界线的距离为6R,如图所示.MN右侧整个空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅱ,在其中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离
,金属圆筒轴线与磁场平行,
到PQ的距离为R,金属圆筒用导线通过一个电阻R接地,最初金属圆筒不带电.在P点安装有一电子发射装置,能向PQ上方任意方向发射初速度大小均为
(表达式中m、e分别表示电子的质量和电量)的电子,这些电子经过磁场区域Ⅰ偏转后均能以水平速度到达直边界MN.不计电子的重力,不考虑磁场边界效应,电子出发点P电势为0.求:
(1)圆形磁场区域Ⅰ中的磁感应强度
的大小和方向;
(2)在最初金属圆筒上没有带电时,能够打到金属圆筒上的电子通过MN边界上时离
的范围是多大;
(3)当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻R的电流方向向上、大小恒为I,忽略运动电子间的相互作用,电子碰撞金属圆筒后即被吸收.求此时金属圆筒的电势
和电子到达金属圆筒,与金属圆筒碰撞前瞬间的速度v(取无穷远处或大地电势为零);
(4)在(3)的情况下,求金属圆筒的发热功率P.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b701e60d3ed8cad051276e6068fb4e32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1726b15a51333bfaafb4f6f4a4e23cd8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3587740a06c8b57d3a066db74aa5997.png)
(1)圆形磁场区域Ⅰ中的磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5ed513f56811aa1d314514c5c10d90a.png)
(2)在最初金属圆筒上没有带电时,能够打到金属圆筒上的电子通过MN边界上时离
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(3)当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻R的电流方向向上、大小恒为I,忽略运动电子间的相互作用,电子碰撞金属圆筒后即被吸收.求此时金属圆筒的电势
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(4)在(3)的情况下,求金属圆筒的发热功率P.
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【推荐2】(示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。电子示波器的心脏是示波管,在如图所示的示波管模型中,电荷量为e、质量为m的电子从灯丝K发出(初速度不计),经加速电场加速后,从AB板中心孔S沿中心线SO以速度v射入平行板电容器,穿出偏转电场后,再经过一段匀速直线运动最后打到荧光屏上的C点。已知平行板电容器上极板带负电,下极板带正电,两极板间的电压大小为
,板长为2L,两极板间的距离为d,偏转电场两极板右端到荧光屏的距离为L,不计电子重力。求:
(1)加速电场的电压
的大小;
(2)电子从水平偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上OC的距离;
(3)若平行板电容器与电源断开,两板上所带电量不变,仅增大两极板间距,该电子仍能打到荧光屏上而显示亮点C吗?请列式并说明理由。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f833a7beb83820ecede0234c671f1878.png)
(1)加速电场的电压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fd5f9ecb870fedb5b9a608d9ca2f911.png)
(2)电子从水平偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上OC的距离;
(3)若平行板电容器与电源断开,两板上所带电量不变,仅增大两极板间距,该电子仍能打到荧光屏上而显示亮点C吗?请列式并说明理由。
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【推荐3】研究原子核内部的情况时,常用到各种各样的粒子加速器。图甲为粒子直线加速装置的示意图,它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成,其轴线在同一直线上,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连,交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若电子的质量为m,电荷量为-e,交变电源的电压为U,周期为T,两圆筒间隙的电场可视为匀强电场,圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。
(1)求电子进入圆筒1时的速度
,并分析电子从圆板出发到离开圆筒2这个过程的运动;
(2)若忽略电子通过圆筒间隙的时间,通过计算说明金属圆筒的长度设计遵循的规律;
(3)若保持每个金属圆筒的长度不变,改变交变电源电压的变化规律,仍可保证电子每次经过圆筒间隙都能被加速。请在图丙中定性画出交变电源两极间电势差的变化规律。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/6/e356d3fe-f80d-4458-9c4e-b8be3c3eb623.png?resizew=720)
(1)求电子进入圆筒1时的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f44c235d8b49207ad3f2d77dc5d6cf20.png)
(2)若忽略电子通过圆筒间隙的时间,通过计算说明金属圆筒的长度设计遵循的规律;
(3)若保持每个金属圆筒的长度不变,改变交变电源电压的变化规律,仍可保证电子每次经过圆筒间隙都能被加速。请在图丙中定性画出交变电源两极间电势差的变化规律。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/6/e356d3fe-f80d-4458-9c4e-b8be3c3eb623.png?resizew=720)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/6/5bf4bd86-759f-4bca-8612-dbc95e8e9005.png?resizew=170)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,正方体空间
处于匀强电场和匀强磁场中,O、
、e和
分别是ab、cd和
、
的中点。匀强磁场的方向垂直于上表面abcd竖直向下,匀强电场的方向垂直于
且与上表面abcd成
斜向右上方。以O点为原点,沿着ba方向建立x轴,x轴正向向左;沿着
方向建立y轴,y轴正向向里;沿着Oe方向建立z轴,z轴正向竖直向下。一质量为m、电荷量为q的正电小球,从O点以初速度大小为
沿着
方向射入,小球恰好做匀速直线运动。若仅撤去磁场,再次以相同速度将小球从O点射入,小球能够通过c点。重力加速度为g,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和匀强电场的电场强度E的大小;
(2)正方体空间的边长L;
(3)若仅撤去电场,保留磁场,再次以相同速度将小球从O点射入,小球经过一段时间将离开正方体空间
,求:小球离开正方体空间
的位置坐标
,及离开该空间时的动能。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/270ddac9587bf1ea553914cb69595ab2.png)
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(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和匀强电场的电场强度E的大小;
(2)正方体空间的边长L;
(3)若仅撤去电场,保留磁场,再次以相同速度将小球从O点射入,小球经过一段时间将离开正方体空间
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(0.4)
【推荐2】如图所示,水平虚线是磁场的边界线,虚线上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,O、P是边界线上的相距为L的两点,Q是磁场中的一点,P、Q两点相距
,P、Q两点的连线与边界线垂直。一质量为m、电荷量为e的电子以速度大小
从O点沿与边界线有一定夹角的方向向左上方射入磁场,电子经磁场偏转后经过Q点,且Q点是电子在磁场运动过程中距离出发点O最远的一点,电子的重力忽略不计。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)若有两个电子同时以速度
从O点以不同的角度射入磁场,都能经过P点,忽略两电子间的相互作用力,求这两个电子到达P点的时间差。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5119205e0b2d120703231df43fe747e8.png)
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(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)若有两个电子同时以速度
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在无限长的竖直边界AC和DE间,上、下方分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场,上方磁场区域的磁感应强度大小为B0,OF为上、下方磁场的水平分界线。质量为m、所带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域,经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域,Q点与O点的距离为3a,不考虑粒子重力。
(1)求粒子射入时的速度大小;
(2)若下方区域的磁感应强度B=3B0,粒子最终垂直于DE边界飞出,求边界DE与AC间距离的可能值。
(1)求粒子射入时的速度大小;
(2)若下方区域的磁感应强度B=3B0,粒子最终垂直于DE边界飞出,求边界DE与AC间距离的可能值。
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(0.4)
【推荐1】如图所示,在竖直面上某区域内左侧存在宽度ab=0.75L匀强电场,场强E=
,方向竖直向上,右侧存在一有界匀强磁场,宽度bc=L,方向垂直纸面向外,be为电场与磁场的分界线.一质量为m、电荷量为e的电子(重力不计)从a点沿ab方向以初速度v0射入电场,从be边上的g点进入磁场.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求g点到b点的距离;
(2)要使电子从bc边射出磁场,求磁感应强度大小的范围.
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(1)求g点到b点的距离;
(2)要使电子从bc边射出磁场,求磁感应强度大小的范围.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/12/e7c95d7a-1f4c-410c-a312-401411d34adf.png?resizew=249)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,ABCD 与 MNPQ 均为边长为 l 的正方形区域,且 A 点为 MN 的中点。ABCD 区域中存在有界的垂直纸面方向的匀强磁场,在整个 MNPQ 区域中存在图示方向的匀强电场。大量质量为 m、电荷量为 e 的电子以初速度 v0垂直于 BC 射入 ABCD 区域后,都从 A 点进入电场,且所有电子均能打在 PQ 边上。已知从 C 点进入磁场的电子在ABCD 区域中运动时始终位于磁场中,不计电子重力。求:
(1)电场强度 E 的最小值;
(2)匀强磁场区域中磁感应强度 B0的大小和方向;
(3)ABCD 区域中磁场面积的最小值。
(1)电场强度 E 的最小值;
(2)匀强磁场区域中磁感应强度 B0的大小和方向;
(3)ABCD 区域中磁场面积的最小值。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/25/281c0c54-dfa8-4256-b13b-67b9e9d7b49c.png?resizew=267)
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在xOy平面的第二象限内有平行y轴向下的匀强电场,在
轴上铺设足够长的光滑薄绝缘板(图中未标)。一边界平行 y轴的匀强磁场分布在
空间,其左、右边界与x轴的交点分别为M、N,磁场方向垂直xOy平面向外。在x轴上A点(
)有一离子源沿第二象限不同方向射出质量为m、电荷量为q、初速度为
的正粒子。粒子每次与绝缘板碰撞前后瞬间,沿x轴方向速度不变,沿y轴方向速度反向且大小变为碰前的
,已知电场强度为
,磁感应强度为
,不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子在电场中运动时离x轴的最远距离;
(2)粒子能达到正向y轴上最远点的坐标;
(3)若达到正向y轴上最远点的粒子恰好从M点反射进入磁场,且恰好从N点沿x轴离开磁场,则N点的坐标为多少。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cde4419a36437d5487b6023c3c6eb7c9.png)
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(1)粒子在电场中运动时离x轴的最远距离;
(2)粒子能达到正向y轴上最远点的坐标;
(3)若达到正向y轴上最远点的粒子恰好从M点反射进入磁场,且恰好从N点沿x轴离开磁场,则N点的坐标为多少。
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