如图所示,在xoy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直纸面向外;分成I和II两个区域,I区域的宽度为d,右侧磁场II区域还存在平行于xoy平面的匀强电场,场强大小为E=
,电场方向沿y轴正方向。坐标原点O有一粒子源,在xoy平面向各个方向发射质量为m,电量为q的正电荷,粒子的速率均为v=
。进入II区域时,只有速度方向平行于x轴的粒子才能进入,其余被界面吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用,求:
(1)某粒子从O运动到O'的时间;
(2)在I区域内有粒子经过区域的面积;
(3)粒子在II区域运动,当第一次速度为零时所处的y轴坐标。
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(1)某粒子从O运动到O'的时间;
(2)在I区域内有粒子经过区域的面积;
(3)粒子在II区域运动,当第一次速度为零时所处的y轴坐标。
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更新时间:2020-03-04 21:00:47
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,在xOy平面内,MN与y轴平行,间距为d,其间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B1;MN右侧空间有垂直纸面不随时间变化的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的粒子以v0的速度从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,经过一段时间后再次回到坐标原点,粒子在此过程中通过电场的总时间
,粒子重力不计,求:
(1)左侧磁场区域的最小宽度;
(2)电场区域电场强度的大小;
(3)右侧磁场区域宽度及磁感应强度满足的条件。
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(1)左侧磁场区域的最小宽度;
(2)电场区域电场强度的大小;
(3)右侧磁场区域宽度及磁感应强度满足的条件。
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较难
(0.4)
【推荐2】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。
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(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。
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(0.4)
【推荐3】如图甲所示,两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压,两板间的电场可看作匀强电场,且两板外无电场,板长L=0.8m,板间距离d=0.6m.在金属板右侧有一磁感应强度B=2.0×10﹣2T,方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场宽度为l1=0.12m,磁场足够长.MN为一竖直放置的足够大的荧光屏,荧光屏距磁场右边界的距离为l2=0.08m,MN及磁场边界均与AB两板中线OO′垂直.现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线OO′连续射入电场中.已知每个粒子的速度v0=4.0×105m/s,比荷
=1.0×108C/kg,重力忽略不计,每个粒子通过电场区域的时间极短,电场可视为恒定不变.
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(1)求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离;
(2)若粒子恰好能从金属板边缘离开,求此时两极板上的电压;
(3)试求能离开电场的粒子的最大速度,并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上?如果能打在荧光屏上,试求打在何处.
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(1)求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离;
(2)若粒子恰好能从金属板边缘离开,求此时两极板上的电压;
(3)试求能离开电场的粒子的最大速度,并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上?如果能打在荧光屏上,试求打在何处.
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(0.4)
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【推荐1】如图所示,水平薄挡板MN(具有内外两侧面)内侧面下方存在垂直纸面向里的匀强磁场。在薄板MN中点O正下方有与之相距L的质子源S,可在纸面360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0的质子,不计质子重力及质子间的相互作用。
(1)若挡板MN长为4L且固定,匀强磁场的磁感应强度为
,则质子打在挡板MN上的长度为多长;
(2)若挡板MN长为L,向下平移薄板MN使点O离质子源S的距离为
L,则要使质子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值,若向下平移后要使挡板MN的外侧面都有粒子打到,求磁感应强度的最大值又是多少;
(3)若挡板MN长为2L,挡板M以O为固定转轴在竖直平面内顺时针缓慢转动60°,匀强磁场的磁感应强度为
,当挡板处于不同位置时,求质子打在挡板MN内侧面上的最大长度和最小长度之比。
(1)若挡板MN长为4L且固定,匀强磁场的磁感应强度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afdc3724bc89153fbbb9dbabc8c8297d.png)
(2)若挡板MN长为L,向下平移薄板MN使点O离质子源S的距离为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/860884c0017c8bceb5b0edff796c144f.png)
(3)若挡板MN长为2L,挡板M以O为固定转轴在竖直平面内顺时针缓慢转动60°,匀强磁场的磁感应强度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afdc3724bc89153fbbb9dbabc8c8297d.png)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,MN长为3L,NP长为4L的矩形MNPQ区域内,存在以对角线MP为分界线的两个匀强磁场区域I和II,方向均垂直纸面向外,区域I的磁感应强度大小可调,区域II的磁感应强度大小为B。一质量为m、电量为q的带正电粒子从M点以平行于MN边的方向射入磁场I区域中,速度大小为
,不计粒子所受重力,矩形外边线上均存在磁场。(sin
=0.6,cos
=0.8)
(1)若粒子无法进入区域II中,求区域I磁感应强度大小范围;
(2)若区域I的磁感应强度大小
,求粒子在磁场中的运动时间;
(3)若粒子能到达对角线MP的中点O点,求区域I磁场的磁感应强度大小的所有可能值。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f45036f43a4978339a5bd4c14933d8a.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e497b105f77b4bd04bdbcadb34da48a.png)
(1)若粒子无法进入区域II中,求区域I磁感应强度大小范围;
(2)若区域I的磁感应强度大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fba8adc3169b0036e6afdfab90570d2.png)
(3)若粒子能到达对角线MP的中点O点,求区域I磁场的磁感应强度大小的所有可能值。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/7/2500745030270976/2500983009665024/STEM/67f2b502-103f-485f-a9bb-ec438190f536.png?resizew=227)
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源,粒子源从O点在纸面内均匀的向各个方向同时发射速率为v、比荷为k的带正电的粒子, PQ是在纸面内垂直磁场放置的厚度不计的挡板,挡板的P端与O点的连线与挡板垂直,距离为
,且粒子打在挡板上会被吸收.不计带电粒子的重力与粒子间的相互作用,磁场分布足够大,求:
(1)为使最多的粒子打在挡板上,则挡板至少多长;
(2)若挡板足够长,则打在挡板上的粒子在磁场中运动的最长时间差是多少;
(3)若挡板足够长,则打在挡板上的粒子占所有粒子的比率。
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(1)为使最多的粒子打在挡板上,则挡板至少多长;
(2)若挡板足够长,则打在挡板上的粒子在磁场中运动的最长时间差是多少;
(3)若挡板足够长,则打在挡板上的粒子占所有粒子的比率。
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(0.4)
【推荐1】制造芯片,要精准控制粒子的注入。如图甲所示,是控制粒子运动的装置示意图,两块边长均为d的正方形金属板M、N上、下正对水平放置,极板间距也为d。以该装置的立方体中心O点为原点建立直角坐标系,并在极板间加沿y轴负方向的匀强磁场(磁感应强度大小未知),两极板接到电压为U的电源上。现有一束带正电粒子以速度v0沿x轴正方向从左侧持续注入极板间,恰好沿x轴做匀速直线运动。不考虑电磁场的边缘效应,粒子的重力忽略不计,粒子之间的静电力忽略不计。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若仅撤去磁场,该带电粒子束恰好击中点(
,0,
),求粒子的比荷;
(3)若仅撤去电场,求带电粒子束离开立方体空间的位置坐标;
(4)若将磁场方向改为沿z轴正方向,并将两极板接到电压按如图乙所示变化的电源上,t=0时刻让粒子从中心O点沿x轴正方向以速度v0注入,试通过计算说明从粒子注入后到击中极板前会经过z轴几次。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若仅撤去磁场,该带电粒子束恰好击中点(
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(3)若仅撤去电场,求带电粒子束离开立方体空间的位置坐标;
(4)若将磁场方向改为沿z轴正方向,并将两极板接到电压按如图乙所示变化的电源上,t=0时刻让粒子从中心O点沿x轴正方向以速度v0注入,试通过计算说明从粒子注入后到击中极板前会经过z轴几次。
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(0.4)
【推荐2】某离子束实验装置的基本原理如图1所示,在半径为R的圆柱形底面建立空间直角坐标系,坐标原点与圆柱底面圆心重合。圆柱形区域内存在沿z轴负方向、电场强度为E的匀强电场,圆柱形区域正上方存在沿x轴负方向、磁感应强度为B0的匀强磁场。如图2所示,从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子,经电场加速后从圆柱形边界正上方沿y轴负方向进入磁场,恰好在圆柱顶面圆心处与y轴正方向成θ角斜向下射出磁场,进入圆柱形区域内的电场中,最后落在圆柱底面上坐标为(0,R,0)的D点(图中未画出),不计离子重力。
(1)求加速装置的电压U;
(2)求圆柱形区域的高度h;
(3)在离子进入圆柱形区域时,在圆柱形区域内加一个磁感应强度大小为B0、方向沿z轴周期性变化的磁场,以z轴正方向为正方向,离子进入圆柱形区域的时刻为计时起点,磁场的变化如图3所示。已知磁场方向变化的周期为
,
,求该离子打在圆柱形底面的位置坐标。
(1)求加速装置的电压U;
(2)求圆柱形区域的高度h;
(3)在离子进入圆柱形区域时,在圆柱形区域内加一个磁感应强度大小为B0、方向沿z轴周期性变化的磁场,以z轴正方向为正方向,离子进入圆柱形区域的时刻为计时起点,磁场的变化如图3所示。已知磁场方向变化的周期为
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(0.4)
【推荐3】如图所示,一些质量为m、电荷量为+q的带电粒子从一线状粒子源射出(初速度可视为0)经过电场U加速后,粒子以一定的水平初速度从
段垂直射出(S为
中点),进入边长L的正方体电磁修正区内(内部有垂直面
的匀强磁场B与匀强电场E)。距离正方体底部L处有一与
平行的足够大平板,能吸收所有出射粒子。现以正方体底面中心O在平板的垂直投影点为原点,在平板内建立直角坐标系(其中x轴与
平行)。所有带电粒子都从正方体底面离开,且从M点进来的粒子在正方体中运动的时间为
。
(1)粒子射出正方体电磁修正区后的速度;
(2)若满足关系式
,求从S点入射的粒子最后打到平板上的位置坐标;
(3)接(2)问,若粒子源单位时间内射出n个粒子,则单位时间内平板受到粒子的作用力为多大?
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ef4f53022f2b4f06a252a20caf89d7e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8bd431cd5a97e9b681e0f51f9a92eff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a523eb28f4a7f0ba05ae63088321a82.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cbf0aaa2cedbd12509b1f8bf0358a28.png)
(1)粒子射出正方体电磁修正区后的速度;
(2)若满足关系式
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/588fe5f09bb2590de31e249658306517.png)
(3)接(2)问,若粒子源单位时间内射出n个粒子,则单位时间内平板受到粒子的作用力为多大?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/24/2800389734342656/2801730453184512/STEM/78a2b129-fed4-4db8-949d-d8a4461369c6.png?resizew=271)
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