组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 静电场 > 带电粒子在电场中的运动 > 带电粒子在匀强电场中的偏转 > 带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:695 题号:9230306
如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1m,间距dm,在平行金属板右侧依次存在ABCFGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知AFG处于同一水平线上,BCH也处于同一直线上,AF两点距离为m.现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,由P点垂直AB边进入磁场,磁感应强度,粒子质量m=3×1010kg,带电量q=+1×104C,初速度v0=1×105m/s.求:
(1)两金属板间电压UMN
(2)粒子从飞入电场到刚要进入磁场区域B2经过的时间
(3)接第(2)问,若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2至少应为多大?

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,两平行正对水平放置的金属板通过导线与两平行金属导轨连接,金属板间距和板长均为,导轨间距为,导轨右端接入阻值为的定值电阻,导轨电阻不计.导轨某部分存在垂直导轨平面、方向相反的连续磁场区域Ⅰ、Ⅱ,它们宽度相同,磁感应强度大小均为.阻值为的导体棒垂直导轨,与导轨保持良好接触,在外力作用下保持匀速直线运动。
(1)导体棒刚进入磁场区域Ⅰ时,从上极板中间小孔竖直向下射入一带正电小球,质量为,电荷量为球刚好能做匀速运动,同时从金属板左端的点沿极板间中心线平行于极板射入另一带正电小球,质量为,电荷量为,经过一段时间两球在下极板中间小孔处相遇,金属棒还在磁场Ⅰ区.已知重力加速度为,忽略电容器边缘效应以及充放电时间、两小球之间的静电力.求:①小球的速度大小;②导体棒的速度大小
(2)如果导体棒还以速度运动,刚进入磁场区域Ⅰ时,从点沿极板间中心线平行于极板射入一电子,在离开磁场区域Ⅱ时电子恰好运动到处,速度方向平行于极板,求电子射入时速度的大小.已知元电荷为,电子的质量为,不计电子的重力。
   
2023-10-07更新 | 291次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】电势和场强是静电场中两个非常重要的物理量,分别反映了电场力的性质和能的性质,同时这两个物理量的建立为我们解决很多问题提供了方便。
(1)若空间中分布的电场为非匀强电场。如图1所示为该电场的一条电场线,场强方向从abab两点的电势分别为φaφb。现将一个电量为q的正试探电荷由a处移至b处,则电场力做功W为多少?
(2)如图2所示,在平面直角坐标系中,存在方向平行于坐标平面的匀强电场(图中未画出), 在第一象限内有一块挡板ab,其中a点坐标为(0,L), b点坐标为 。选取坐标原点O处的电势为0,则a点的电势为-φφ>0), b点的电势为。在坐标原点O处有一个粒子源,可在坐标平面内沿电势为O的等势线向两相反方向发射不同速度的同种粒子,粒子质量均为m、电荷量均为qq>0),不计粒子重力及粒子间的相互作用力。
A.求匀强电场的电场强度;
B.为使打在挡板上的粒子的动能增量最大,该粒子入射的速度应为多大?
2023-11-29更新 | 98次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】中科院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动,其简化模型如图1所示,在平面内的第一象限和第四象限加一沿轴正方向的匀强电场(未知),一粒子发射源固定在坐标原点,该装置可以沿轴正方向发射质量为、电荷量为的粒子,粒子的初速度均为,刚好能过第一象限内的点,已知点的横坐标为,不计重力及粒子间的相互作用。
(1)已知粒子点时速度为,求匀强电场的场强大小点的纵坐标;
(2)若将原来的匀强电场替换为另一交变电场,如图2所示,场强为正值时表示电场方向沿轴正方向,题干中其他条件均不变,时刻从坐标原点射出的粒子仍能过点,求图2中的比值;
(3)如图3所示,在处放置一垂直于轴、可吸收带电粒子的挡板,并在第一和第四象限内加如图2所示的交变电场,图3中两条虚线的纵坐标为时间内从坐标原点沿轴正方向连续发射粒子,粒子的初速度均为,求在哪个时间范围内发射出的粒子,运动轨迹始终在图3中两条虚线之间(含虚线),并求出这些粒子落在挡桩上的纵坐标范围。
2023-06-05更新 | 848次组卷
共计 平均难度:一般