质量为m、电量为q的带电离子从P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中,磁感应强度为B,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场(电场方向沿x轴负方向),然后离子经过y轴上的M(0,-2h)点,进入宽度为h的无场区域,如图所示,再进入另一范围足够大的匀强磁场,最后回到P点。不计重力,试求:
(1)初速度v0;
(2) 电场强度E;
(3)从P点出发到再次回到P点所用的时间。
(1)初速度v0;
(2) 电场强度E;
(3)从P点出发到再次回到P点所用的时间。
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12-13高三上·黑龙江哈尔滨·期末 查看更多[3]
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更新时间:2016-12-07 21:42:04
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解答题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】如图所示,现有一质量为
、电荷量为
的电子从
轴上的
点以初速度
平行于
轴射出,为了使电子能够经书过
轴上的
点,可在
轴右侧加一垂直于
平面向里、宽度为
的匀强磁场,磁感应强度大小为
,该磁场左、右边界与
轴平行,上、下足够宽(图中未画出).已知
,
.求磁场的左边界距坐标原点的可能距离.(结果可用反三角函数表示)
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较难
(0.4)
【推荐2】如图甲所示,粒子源靠近水平极板M、N的M板,M、N之间的电压为U0,N板下方有一对长为L,间距为d=1.5L的竖直极板P、Q,P、Q之间的电压UpQ随时间t变化的图像如图乙所示。P、Q下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感强度
。 水平极板M、N中间开有小孔,两小孔的连线为竖直极板P、Q的中线,与磁场上边界的交点为O。粒子源连续释放初速不计、质量为m、带电荷量为+q的粒子,这些粒子先后经过MN、PQ间的电场,再进入磁场区域,都会打到感光胶片上。已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期,粒子重力不计。求:
(1)带电粒子进入偏转电场时的动能E1;
(2)磁场上、下边界区域的最小宽度D;
(3)带电粒子打到磁场上边界的感光长度s。
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(1)带电粒子进入偏转电场时的动能E1;
(2)磁场上、下边界区域的最小宽度D;
(3)带电粒子打到磁场上边界的感光长度s。
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示为某实验装置图。离子源S在开口处不断出射初速度为
,方向沿x轴正向,电荷量为q、、质量为m的正离子。Ⅰ区充满着沿y轴正方向的场强为E的匀强电场,其左边界过离子源S的开口处且平行于y轴,右边界与y轴重合。离子经Ⅰ区电场偏转后,由C点进入Ⅱ区,此时速度方向与x轴正向成
角。Ⅱ区充满两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,其中CD上方磁场垂直纸面向外,CD下方磁场垂直纸面向里,两磁场左边界均与y轴重合,右边界与x轴垂直交于
点,宽度为L。离子经磁场作用后恰好打到与C等高的D点。忽略离子间的相互作用及离子的重力。
(1)求离子在Ⅰ区中运动的时间t;
(2)求Ⅱ区内磁感应强度B的大小;
(3)若把Ⅰ区的匀强电场替换成垂直纸面的匀强磁场,能否使离子仍然从C点进入Ⅱ区,若能,求此匀强磁场的磁感应强度
的大小,若不能请说明理由。
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(1)求离子在Ⅰ区中运动的时间t;
(2)求Ⅱ区内磁感应强度B的大小;
(3)若把Ⅰ区的匀强电场替换成垂直纸面的匀强磁场,能否使离子仍然从C点进入Ⅱ区,若能,求此匀强磁场的磁感应强度
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,平面直角坐标系的第二象限存在沿
轴正方向的匀强电场,一质量为
、带电荷量为
的粒子
从
点以初速度
射出,速度与
轴负方向间的夹角为
,粒子
第一次经
轴时恰能垂直
轴进入位于第一象限的圆形匀强磁场区域(未画出),磁场方向垂直纸面向外,粒子
飞出磁场区域后能经过原点
,且粒子
经过原点时速度的方向与
轴负方向间的夹角
,粒子重力不计,
。
(1)求电场强度大小和磁感应强度大小。
(2)若第一象限内均有与圆形匀强磁场相同的磁场,粒子
第一次经过
轴时,一不带电粒子
从原点沿与
轴正方向成
角射入第一象限,恰在某位置与粒子
发生正碰。
①求粒子
的速度大小;
②两粒子碰撞后粘为一体,记为粒子
,粒子
始终在第一象限内运动,求粒子
的质量的取值范围。
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(1)求电场强度大小和磁感应强度大小。
(2)若第一象限内均有与圆形匀强磁场相同的磁场,粒子
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①求粒子
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②两粒子碰撞后粘为一体,记为粒子
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(0.4)
【推荐2】如图所示,ON是坐标系xOy第四象限的角平分线,在ON与y轴负半轴所夹的区域内存在沿x轴正方向的匀强电场,场强大小为
。在第一象限内的射线OM与x轴正半轴所夹区域内存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,射线OM与x轴的夹角为
,在ON与x轴正半轴所夹区域内存在一个矩形匀强磁场区域,磁感应强度大小
,方向周期性变化,每次粒子进入磁场时磁场的方向改变一次。现在y轴上的
点由静止释放一个重力不计、质量为m、电荷量为q的粒子,粒子在射出第四象限的电场后立即进入磁场,欲使粒子能在第一、第四象限内做周期性运动,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若粒子进入第一象限恰好不飞出电场,求OM与x轴的夹角
;
(3)带电粒子从P点出发到第一次返回P点所用的时间;
(4)第四象限内磁场区域的最小面积。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ebb99cfc42970475c8457f5335712cf1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0069043afe36f2bc23194b8e00d44cee.png)
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若粒子进入第一象限恰好不飞出电场,求OM与x轴的夹角
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
(3)带电粒子从P点出发到第一次返回P点所用的时间;
(4)第四象限内磁场区域的最小面积。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/26/3beb8195-6b5e-48d6-b155-663ee1cae8b8.png?resizew=158)
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较难
(0.4)
【推荐3】长为L的平行板电容器沿水平方向放置,其极板间的距离为d,电势差为U,有方向垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场.荧光屏MN与电场方向平行,且到匀强电、磁场右侧边界的距离为x,电容器左侧中间有发射质量为m带+q的粒子源,如图甲所示.假设a、b、c三个粒子以大小不等的初速度垂直于电、磁场水平射入场中,其中a粒子沿直线运动到荧光屏上的O点;b粒子在电、磁场中向上偏转;c粒子在电、磁场中向下偏转.现将磁场向右平移与电场恰好分开,如图乙所示.此时,a、b、c粒子在原来位置上以各自的原速度水平射入电场,结果a粒子仍恰好打在荧光屏上的O点;b、c中有一个粒子也能打到荧光屏,且距O点下方最远;还有一个粒子在场中运动时间最长,且打到电容器极板的中点.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/18/85b8f894-ca7c-4db0-9e07-36df955bade4.png?resizew=488)
(1)a粒子在电、磁场分开后,再次打到荧光屏O点时的动能;
(2)b,c粒子中打到荧光屏上的点与O点间的距离(用x、L、d表示);
(3)b,c中打到电容器极板中点的那个粒子先、后在电场中,电场力做功之比.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/18/85b8f894-ca7c-4db0-9e07-36df955bade4.png?resizew=488)
(1)a粒子在电、磁场分开后,再次打到荧光屏O点时的动能;
(2)b,c粒子中打到荧光屏上的点与O点间的距离(用x、L、d表示);
(3)b,c中打到电容器极板中点的那个粒子先、后在电场中,电场力做功之比.
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