名校
1 . 扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。根据其原理设计的装置简化模型如图所示,n个匀强磁场与
个电场强度相同的匀强电场交替分布,宽度均为d,竖直方向范围足够广。有界磁场的磁感应强度大小依次为B0、2B0、3B0…nB0,方向垂直纸面向里,电场方向水平向右。一重力不计的带正电粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入I区,射入时速度与水平方向夹角θ,θ在0~30°范围内可调,若θ=30°时,粒子恰好能射出磁场I右边界,求:
(1)粒子比荷k;
(2)从磁场I右边界射出的区域长度
;
(3)当θ=0时,粒子恰好能从第n个磁场右边界射出,则匀强电场的电场强度E。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aadf9ab510510120699c5eee39ab18b.png)
(1)粒子比荷k;
(2)从磁场I右边界射出的区域长度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2febceb4f1f268cfe710722ba574535e.png)
(3)当θ=0时,粒子恰好能从第n个磁场右边界射出,则匀强电场的电场强度E。
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名校
2 . 芯片制造中,离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计,经匀强电场加速后,从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器,磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场
(大小未知),与矩形离子控制区abcd相切于Q点,ad边长为L,开始时控制区无任何场,离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区,注入cd处的硅片上。已知离子质量为m,电荷量为q,在圆形磁分析器中运动的时间为t,图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形,bQ足够长,不计离子的重力和离子间的相互作用。
(1)求加速电场的电压U;
(2)求圆形磁分析器的半径r;
(3)若在控制区加上垂直于纸面向里磁场
,其磁感应强度大小沿ad方向按
的规律均匀变化,x为该点到ab边的距离,k为已知的常数且
,则要使离子不打到硅片上,ab边所在位置的磁感应强度
至少为多少?
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(1)求加速电场的电压U;
(2)求圆形磁分析器的半径r;
(3)若在控制区加上垂直于纸面向里磁场
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2024-04-28更新
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772次组卷
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2卷引用:2024届天津市十二区重点学校高三下学期联考(二模)物理试题
3 . 如图,在
的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,在
的区域存在方向垂直于
平面向里的匀强磁场。一个氕核和一个氚核先后从x轴上P、Q两点射出,速度大小分别为
、
。速度方向与x轴正方向的夹角均为
,一段时间后,氕核和氚核同时沿平行x轴方向到达y轴上的M点(图中未画出),并立即发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。已知Q点坐标为
,不计粒子重力及粒子间的静电力作用,
,
,求:
(1)P点的横坐标。
(2)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B大小之比。
(3)氕核和氚核碰撞后再次到达y轴上时的坐标点相隔的距离。
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(1)P点的横坐标。
(2)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B大小之比。
(3)氕核和氚核碰撞后再次到达y轴上时的坐标点相隔的距离。
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名校
4 . 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
和
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。
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(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
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2024-03-29更新
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329次组卷
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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
5 . 如图所示,直角坐标系xOy平面内,第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E,E、B大小均未知。质量为m、电荷量为-q(q > 0)的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场,经电场偏转后以速度v0从点P(0,d)垂直y轴进入磁场,最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场,不计粒子重力。
(1)求粒子进入电场时的速度大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f = kv(k为已知常量),粒子恰好从Q点(图中未标出)垂直x轴射出磁场,求Q点的坐标;
(4)在第(3)问的情况下,求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。
(1)求粒子进入电场时的速度大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f = kv(k为已知常量),粒子恰好从Q点(图中未标出)垂直x轴射出磁场,求Q点的坐标;
(4)在第(3)问的情况下,求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。
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6 . 中国第一台高能同步辐射光源(HEPS)将在2024年辐射出第一束最强“中国光”,HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速,如图甲所示,直线加速器由多个金属圆筒(分别标有奇偶序号)依次排列,圆筒分别和电压为U0的交变电源两极相连,电子在金属圆筒内作匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放,经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中,图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为B1=kt(k>0)的变化磁场,该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场,使电子再次加速,真空室内存在另一个变化的磁场B2“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动,已知感生电场大小为
(不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒狭缝的时间),求:
(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率;
(2)电子在感应加速器中加速第一周过程中动能的增加量,并计算电子运动第一周所用的时间;
(3)真空室内磁场的磁感应强度B2随时间的变化表达式(从电子刚射入感应加速器时开始计时)。
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(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率;
(2)电子在感应加速器中加速第一周过程中动能的增加量,并计算电子运动第一周所用的时间;
(3)真空室内磁场的磁感应强度B2随时间的变化表达式(从电子刚射入感应加速器时开始计时)。
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2024-02-29更新
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2237次组卷
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6卷引用:2024届广东省深圳市高三一模(2月)物理试题
2024届广东省深圳市高三一模(2月)物理试题2024届广东省深圳市高三下学期一模考试物理试卷(已下线)押全国卷26题:电磁感应综合题-备战2024年高考物理临考题号押题(新高考通用)(已下线)押第9、14题:磁场 带电粒子在电磁场中的运动-备战2024年高考物理临考题号押题(辽宁、黑龙江、吉林专用)(已下线)2019人教版选择性必修第二册 第1章 安培力与洛伦兹力 4 专题强化5 带电粒子在叠加场中的运动 热搜题(已下线)考前查漏18-压轴题攻关必备能力-【查漏补缺】2024年高考物理复习冲刺过关(新高考专用)
名校
7 . 利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,xOy平面(纸面)内的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行y轴的区域Ⅰ和Ⅱ,其中区域Ⅰ存在沿x轴正方向的匀强电场,区域Ⅱ存在垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ的左边界与y轴重合。位于
处的离子源能释放出质量为m电荷量为q、速度大小为
的正离子束,离子数按发射角α(速度与x轴负方向的夹角)大小均匀地分布在0°~90°范围内,沿纸面射向电场区域。不计粒子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。已知:区域Ⅰ中匀强电场的场强
,取sin15°=0.25,sin22.5°=0.38。
(1)求离子不进入区域Ⅱ的最小发射角
及其在电场中运动的时间t;
(2)已知当α=30°时,离子恰好不能从区域Ⅱ进入第二象限,求区域Ⅱ中磁场的磁感应强度
;
(3)若区域Ⅱ中磁场的磁感应强度
,求进入第二象限的离子数与总离子数之比η。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/799705d060d1f195037aadd950087f6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa2c193034cc6915ddb3eeb2f28b12ae.png)
(1)求离子不进入区域Ⅱ的最小发射角
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24c7d6627a568c6eaae35260d53dfb29.png)
(2)已知当α=30°时,离子恰好不能从区域Ⅱ进入第二象限,求区域Ⅱ中磁场的磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c41d793c851a2f72f787913ba23e459c.png)
(3)若区域Ⅱ中磁场的磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a00a1bdcc2f3691e75f44bf193261d69.png)
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8 . 如图所示,竖直虚线的左侧存在竖直向上电场强度大小为E的匀强电场,右侧存在竖直向上电场强度大小为2E的匀强电场与垂直纸面向外磁感应强度大小为B的匀强磁场。光滑绝缘的四分之一圆弧轨道ab固定在虚线左侧的竖直平面内,a点的切线竖直,b点正好在虚线上,且切线水平,P点是圆弧ab的中点,带电量为q的带正电小球从a点由静止释放,离开b点在虚线的右侧正好做匀速圆周运动,经过一段时间到达虚线上的c点。已知b、c两点间的距离是圆弧轨道ab半径的2倍,重力加速度大小为g。
(1)求小球的质量以及小球在b点的速度大小;
(2)求圆弧轨道P点对小球的支持力大小;
(3)求小球从b到c动量的变化率以及a、c两点间的电势差。
(1)求小球的质量以及小球在b点的速度大小;
(2)求圆弧轨道P点对小球的支持力大小;
(3)求小球从b到c动量的变化率以及a、c两点间的电势差。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/27/193af12f-6afd-4723-a0d7-d5a91d322aed.png?resizew=306)
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9 . 如图所示,在平面直角坐标系中,第一象限内y轴与直线x=L之间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,第四象限内y轴与直线x=L之间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为
的匀强磁场;在直线x=L的右侧存在沿y轴正方向的有界匀强电场,在电场的右侧存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的有界匀强磁场,电场、磁场左右边界的间距相等。质量为m、电荷量为q的带正电粒子甲从y轴上的a点以沿着y轴负方向的速度射入磁场,到达x轴上的c点时速度沿x轴的正方向,c点的坐标为
;带电量为3q的带正电粒子乙从y轴上的b点以沿着y轴正方向的速度射入磁场,到达c点时以沿x轴的正方向的速度与甲相碰;碰撞后甲、乙立即组成整体进入电场,甲从a到c的运动时间是乙从b到c的运动时间的2倍,整体从p点离开电场进入磁场,最后从e点以平行x方向的速度离开磁场,整体在p点的速度与电场线的夹角为37°。不计两粒子的重力以及粒子间的相互作用力,碰撞过程无电量损失,sin37°=0.6、cos37°=0.8,求:
(1)乙的质量以及整体在c点时的共同速度;
(2)整体从p到e运动轨迹的半径;
(3)电场的电场强度。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b6ce8868c218156f1cbe97de907ee19.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/311747601a80023804cc9ab351a7a648.png)
(1)乙的质量以及整体在c点时的共同速度;
(2)整体从p到e运动轨迹的半径;
(3)电场的电场强度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/9/9cf306ef-ae22-4675-91db-f916399a026c.png?resizew=250)
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名校
10 . 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a从P点射出的速度大小v0及P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。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/061813f1ec633c5c4c393c4de7938322.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d462ed4ec22e8fe51f09eb30e8792532.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f72bf0fce80daad394f2a9d013829c5c.png)
(1)求粒子a从P点射出的速度大小v0及P点的纵坐标h;
(2)求粒子b经过x轴进入磁场时的横坐标
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61d40b9be052aaa3aa7295b781e7355d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cc52e2fa6b0ba657fad4a8a54cd5539.png)
(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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/8/c0fef524-81f8-4c56-abce-4d9dc52d3fb8.png?resizew=178)
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1146次组卷
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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
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重庆市第八中学校2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题四川省射洪中学校2023-2024学年高二上学期第三次学月质量检测(1月)物理试题(已下线)江西2024年1月适应性测试物理T15变式题-粒子由电场进入磁场-计算题