组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在组合场中含动量问题
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解析
| 共计 15 道试题
1 . 如图是离子控制器工作原理示意图。装置由加速电场、电磁分析器、偏转电场和偏转磁场组成。各组件中心截面均分布在坐标平面xOy。加速电场在第三象限,带正电离子自O点由静止释放,自A点垂直x轴进入电磁分析器。电磁分析器截面是内外半径分别为的四分之一圆环,圆心均处在坐标原点,电磁分析器所处区域可以周期性的加入垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B(已知),或者指向坐标原点的辐向电场,离子进入分析器位置和射出位置到圆心等距,且无论是电场还是磁场,离子均在该区域做半径为R的圆周运动。第一象限存在沿y轴负向的匀强电场,离子第一次穿越x正半轴时速度方向与x轴正方向夹角为45°。第四象限存在垂直纸面的匀强磁场。整个系统置于真空中,已知离子离开第二象限时速度为v,不计离子重力。
(1)求电磁分析器中的离子轨迹所处区域的电场强度E与磁感应强度B之比和离子的比荷;
(2)求第一项象限匀强电场的电场强度;假设第四象限磁场方向垂直纸面向外,为使离子不再次穿过y轴,第四象限磁场磁感应强度的最小值;
(3)如果第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,在区域磁感应强度为;在磁感应强度为区域磁感应强度为B,……,区域磁感应强度为,求离子第二次穿越x正半轴之前,在运动过程中离x轴的最大距离。

2024-03-29更新 | 208次组卷 | 3卷引用:河北省保定市唐县第二中学2023-2024学年高二下学期3月考试物理试题
2 . 如图所示,空间站上某种离子推进器由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板MN和边长为L的立方体构成,其后端面P为喷口。以金属板N的中心O为坐标原点,垂直立方体侧面和金属板建立xyz坐标轴。MN板之间存在场强为E、方向沿z轴正方向的匀强电场;立方体内存在匀强磁场,氙离子()束从离子源小孔S射出,沿z方向匀速运动到M板,经电场加速进入磁场区域,最后从端面P射出,测得离子经电场加速后在金属板N中心点O处相对推进器的速度为v0。已知单个离子的质量为m、电荷量为2e,忽略离子间的相互作用,且射出的离子总质量远小于推进器的质量。
(1)求离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小vS
(2)若空间只存在沿x轴正方向磁场,为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出,则磁感应强度Bx的最大值是多少?
(3)若空间同时存在沿x轴正方向和沿y轴正方向的磁场且磁感应强度大小均为B(未知),试回答下列问题:
①为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出,则磁感应强度B的最大值是多少?
②设,单位时间从端面P射出的离子数为n,求离子束对推进器作用力沿z轴方向的分力大小。
3 . 如图所示,在的区域内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在的区域内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场(磁感应强度未知)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子a,从y轴上的P点以某一速度沿x轴正方向射出,已知粒子a进入磁场时的速度大小为v,方向与x轴正方向的夹角,粒子a进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为P点纵坐标的一半,在粒子a进入磁场的同时,另一不带电粒子b也经x轴进入磁场,运动方向与粒子a进入磁场的方向相同,在粒子a第一次进入磁场的运动过程中,两粒子恰好能发生正碰(碰撞前瞬间速度方向相反),不计两粒子重力。
(1)求粒子aP点射出的速度大小v0P点的纵坐标h
(2)求粒子b经过x轴进入磁场时的横坐标及速度大小
(3)若两粒子碰后结合在一起,结合过程不损失质量和电荷量,要使结合后的粒子不能进入电场,求粒子b的质量应满足的条件。
2024-01-05更新 | 1077次组卷 | 4卷引用:重庆市第八中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题

4 . 科学家们常利用电场、磁场控制粒子运动进行科学实验研究。如图所示,在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场;在的区域存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为时刻,两个带正电粒子甲和乙同时以各自的初速度分别从轴上点和原点射出(甲发射方向未知,乙沿轴负方向)。经过一段时间后,甲和乙同时第一次到达轴并发生弹性正碰(速度共线),碰撞后两粒子带电量不发生变化。已知两个粒子的质量均为,所带电荷量均为。不考虑重力和两粒子间库仑力的影响。求:

(1)两粒子发生正碰前瞬间甲粒子的速度大小;

(2)若甲粒子与乙粒子发生正碰后经过一段时间甲再次经过轴上点,则匀强电场的场强大小为多少。

2023-12-13更新 | 665次组卷 | 2卷引用:河南省周口市项城市5校2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷
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5 . 如图所示,在y>0的区域内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在y<0的区域内存在垂直于xOy平面向外、大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子a,从y轴上的P点以某一速度沿x轴正方向射出,已知粒子a进入磁场时的速度大小为v,方向与x轴正方向的夹角θ=60°,粒子a进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为P点纵坐标的一半,在粒子a进入磁场的同时,另一不带电粒子b也经x轴进入磁场,运动方向与粒子a进入磁场的方向相同,在粒子a没有离开磁场时,两粒子恰好发生正碰(碰撞前瞬间速度方向相反),不计两粒子重力。
(1)求粒子aP点射出的速度大小v0P点的纵坐标h
(2)求粒子b经过x轴进入磁场时的横坐标xb及速度大小vb
(3)若两粒子碰后结合在一起,结合过程不损失质量和电荷量,要使结合后的粒子不能进入电场,求粒子b的质量应满足的条件。
6 . 在光滑、绝缘的水平桌面上,有一个边长为正方形区域MNPQ,半径的圆形磁场区与MNMQ边均相切,磁感应强度大小,方向垂直于水平面向上(俯视图如图)。圆形区域之外有水平向左的匀强电场,场强大小,两个大小相同的金属小球ab均视为质点。小球a的质量,电量,不带电的小球b质量,静止在圆周上D点,ACD三点共线,小球aA点正对圆心C射入,已知小球a在磁场中做匀速圆周运动的半径也为R,一段时间后ab发生弹性碰撞,碰后两者电量平分,忽略两球之间的库仑力及小球重力,取
(1)求小球a射入磁场时的速度大小
(2)求小球a从射入磁场到与小球b相碰所经历的时间t(结果保留3位有效数字);
(3)小球b离开正方形区域时的出射点与D点之间的距离s(结果可保留根式)。
2022-08-18更新 | 1078次组卷 | 3卷引用:2023届广东省惠州市高三上学期第一次调研考试物理试题
7 . 实验室有一装置可用于探究原子核的性质,该装置的主要原理可简化为:空间中有一直角坐标系Oxyz,在紧贴(-0.2m,0,0)的下侧处有一粒子源P,能沿x轴正方向以v0=1×106m/s的速度持续发射比荷为C/kg的某种原子核。在x<0,y<0的空间中沿-y方向的匀强电场V/m。在x>0的空间有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B1=0.2T。忽略原子核间的相互作用,xOy平面图如图甲所示。
(1)求原子核第一次穿过y轴时的速度大小;
(2)若原子核进入磁场后,经过瞬间分裂成ab两个新核。两新核的质量之比为;电荷量之比为;速度大小之比为,方向仍沿原运动方向。求:a粒子第1次经过y轴时的位置
(3)若电场E可在1×105V/m~×105V/m之间进行调节(不考虑电场变化而产生的磁场)。在xOz平面内x<0区域放置一足够大的吸收屏,屏上方施加有沿-y方向大小为的匀强磁场,如图乙所示。原子核打在吸收屏上即被吸收并留下印迹,求该印迹长度。
2022-03-04更新 | 4615次组卷 | 11卷引用:2022届江苏省南京市宁海中学高三下学期4月模拟考试物理试题
8 . 在某一坐标系第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,在第二象限存在竖直向上的匀强电场1,在第四象限存在竖直向下的匀强电场2,一质量为m,电荷量为–q的球形带电粒子a从(–LL)沿x轴正方向以速度v0射出,在y轴某点处进入磁场,速度方向与y轴夹角为53°,在磁场中运动一段时间后沿垂直于x轴的方向与静止在x轴上M点且与入射粒子形状大小一样但质量为2m的不带电粒子b发生弹性正碰,碰后电荷量重新平均分配,经过一段时间,两粒子会再次先后通过x轴上的某一点,粒子所受重力不计(sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)电场1的电场强度E1,磁场的磁感应强度B
(2)碰撞后两粒子的速度大小分别是多少。
2021-10-23更新 | 787次组卷 | 1卷引用:2022届新疆生产建设兵团第九师龙珍高级中学高三上学期上学第一次月考物理试题
9 . 关于安培力和洛伦兹力的说法,下列正确的是(  )
A.安培力不做功
B.洛伦兹力可以做正功也可以做负功
C.安培力一定垂直于磁场,洛伦兹力不一定垂直于磁场
D.洛伦兹力不改变物体的动能,但可以改变物体的动量
2020-12-19更新 | 272次组卷 | 3卷引用:山西省长治市第二中学2020-2021学年高二上学期第二次月考物理试题
10 . 在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴正方向中的匀强电场,其余三个象限内存在着磁感应强度大小未知、方向如图所示的磁场。质量为m、电荷量为-q、不计重力的带电液滴从M(0,2d)点以大小为v0的水平速度射入电场,经N(3d,0)点进入匀强磁场Ⅰ,经P(3d)点进入匀强磁场区域Ⅱ、然后经Q(0,)点平行于x轴进入y轴左侧的匀强磁场区域Ⅲ,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。
(1)求液滴到达N点时的速度;
(2)求匀强电场的电场强度E的大小;
(3)求区域Ⅰ内磁感应强度B1的大小;
(4)如果在Q点有一个质量为m但不带电的液滴处于静止状态,带电液滴与之碰撞后合为一体,经过第二、三象限的磁场恰好回到M点,求带电液滴从M点出发至回到M点所需的时间。
2020-11-21更新 | 1498次组卷 | 2卷引用:2021届山东省济南市西城实验中学高三上学期1月模拟物理试题
共计 平均难度:一般