组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
更多: | 只看新题 精选材料新、考法新、题型新的试题
解析
| 共计 23 道试题
1 . 如图甲所示,某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成,分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、I象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场,场强大小 范围内调节;在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小 随E₁的变化而变化;在检测区内,分布着匀强电场或磁场,检测区内适当位置放有长为2L的检测板。在坐标为(-L,-1.5L)的A处有一离子源,可连续释放质量为m、电荷量为 的离子(释放时的速度可视为零),离子沿直线到达坐标为(-L,0)的小孔 C,再经偏转区后从坐标为(0,L)的小孔D 进入检测区,打在检测板上。三个区域的场互不影响,不计离子的重力及其间的相互作用。
(1)要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区,试推导磁感应强度大小 随场强E₁变化的关系式;
(2)如图乙所示,将检测板左端放在D孔上沿,板面与x轴正方向的夹角检测区内加沿y轴负方向、场强大小 的匀强电场,在满足(1)的条件下,
①求检测板上收集到离子记录线的长度
②调整θ角使检测板上收集到离子的记录线最长,求此记录线的长度及调整后的角度正弦值;
(3)如图丙所示,检测板与y轴平行,并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直xOy坐标平面向里的磁场,磁感应强度大小 沿x轴均匀变化,即 k为大于零的常量),在满足(1)的条件下,要使检测板能收集到离子,求检测板x坐标的最大值。

2024-05-21更新 | 630次组卷 | 2卷引用:2024届浙江省温州市高三下学期5月三模物理试题
2 . 我国的东方超环(EAST)是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子,没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用,因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示,包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域,混合粒子进入电场时速度方向与极板平行,极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转,中性粒子继续沿原方向运动,到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q,质量为m,速度为v,两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计,不考虑粒子间的相互作用。
(1)两极板间不加电压,只利用磁场使离子发生偏转,若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬,求磁场的磁感应强度的大小B
(2)以下极板左端点为坐标原点建立坐标系,沿板建立x轴,垂直板建立y轴,如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的,单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U,恰好所有离子均被吸附在下极板。
a.求极板的长度L,并分析落在x轴上坐标为范围内的离子,进入电场时通过y轴的坐标范围。
b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律,若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为,求x变化的规律,在图2中作出图像,说明图线与横轴所围面积的物理意义。(若远小于x,则

2024-04-09更新 | 677次组卷 | 3卷引用:物理(浙江卷02)-2024年高考押题预测卷
3 . 如图甲所示为某一电磁复合场装置(主要包括加速电场、辐向电场、偏转电场和环状区域磁场四大部分)。最左侧为竖直放置的平行板电容器,竖直电容器左极板处一带正电的粒子X(质量为m,电量为q)从静止开始经过加速电场加速后沿切线方向进入弧形细管道(半径为,圆心角为),弧形细管道中的电场的电场线均指向圆心。细管道右侧开口处紧挨水平放置的电容器下极板的左侧,水平电容器之间加上如图所示的交变电压(以X进入该电容器后开始计时,图乙中的T为已知量)。X从辐向分布电场射出后从下极板左端进入右侧水平电容器并恰好从中线右端水平飞出。最右侧的环状区域内有一垂直于纸面向外的强度为B的匀强磁场,内半径为。电容器中线过环状区域磁场圆心。带正电粒子Y(质量为m,电量为2q)自中空区域的圆心O点以某一初速度沿环状区域半径OM方向射入磁场后,恰好不能穿出磁场外边界,且从磁场内边界上的N点第一次射回中空区域。已知,偏转电场极板间距为,不计重力影响。
(1)求X从进入到离开偏转电场所用的时间t
(2)求加速电场的电压U和辐向电场的场强E
(3)求Y射入环状区域磁场时的初速度和从O点出发到同向回到O点所需的时间
(4)求环状区域磁场外半径并分析判断X能否不经过中空区域而直接经过磁场偏转到达圆环磁场的最低点。
   
2023-05-30更新 | 755次组卷 | 1卷引用:2023届浙江省义乌市高三下学期选考预测练习物理试题
4 . 如图甲所示,有一竖直放置的平行板电容器,两平行金属板间距为l,极板长度为2l,以极板间的中心线OO1y轴建立如图里所示的坐标系,在直线上方全部区域加上垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。现有大量电子从入口O点以平行于y轴的初速度射入两极板间,经过磁场区域后所有电子均能打在所在的直线上,已知电子的质量为m,电荷量为e
(1)如果电子的速度范围为,求电子打在所在的直线上的落点范围长度
(2)在两极板间加上如图乙所示的交变电压(t=0时右极板带负电)。t=0时从O位置入射速度为v0的电子恰好能在t=T时刻从D点平行极板射出,求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)如图丙在所在直线上某处K,安装一块能绕K旋转的挡板,现将挡板从水平位置逆时针转到与y轴正方向成角(),从位置以平行于y轴速度射出的电子经过磁场偏转打在档板某处H,已知运动轨迹的圆心为(在K左侧),,求
(4)如图丁,宽度均为dn个匀强磁场和个匀强电场交替分布,电场、磁场的边界与水平方向均成θ角,沿边界方向范围足够广。有界磁场磁场的磁感应强度大小依次为B0,2B0,3B0,.....nB0,磁场方向垂直纸面向外,电场方向垂直边界向上。在两极板间加上如图乙所示的交变电压(t=0时右极板带负电)。已知t=0时从O位置以v0为初速度的电子从平行极板射出后射入I区磁场,若电子恰好不能从第n个磁场上边界射出,求匀强电场的场强大小。
2023-05-13更新 | 986次组卷 | 2卷引用:2023届浙江省金华市义乌市高三下学期适应性考试(三模)物理试题
智能选题,一键自动生成优质试卷~
5 . 如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为,两平行金属板的板长为、板间距离为d,荧光屏到两平行金属板右侧距离为。电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过,沿直线运动可打在荧光屏的中点O,电子质量为m、电荷量为e。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。
(1)求电子刚进入两金属板间时的速度大小
(2)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为,电子会打在荧光屏上某点,求该点距O点的距离Y
(3)若只在两金属板间加垂直纸面向外的匀强磁场,,使电子到达荧光屏的位置与O点距离最大,求此最大值和此时磁感应强度B的大小。
2022-12-30更新 | 639次组卷 | 3卷引用:黄金卷01-【赢在高考·黄金8卷】备战2023年高考物理模拟卷(浙江专用)
6 . 中性粒子分析器是核聚变研究中的重要设备,通过对高能中性原子能量或动量的测量,可诊断曾与这些中性原子充分碰撞过的离子的性质。如图所示,为了测量某中性原子的动能,首先让中性原子电离,然后让电荷量为的离子经孔A与下边界成角入射到间距为d、电势差为U的平行有界匀强电场区域中,经过电场偏转后离开电场区域。不计离子的重力,不考虑相对论效应及场的边界效应。
(1)为保证离子不碰到上边界,入射离子的最大动能是多少?
(2)若该离子离开电场后,经无场区沿直线运动至孔P出射,已知孔P与下边界的垂直距离为h,孔A和孔P间平行于下边界的距离为l,试确定该离子刚进入电场时的动能;
(3)若在测量中发现,有动能均为、电荷量均为而质量分别为的三种离子均能从孔P出射,且。三种离子从孔P出射后自C点垂直CD边射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的矩形匀强磁场CDEFCDDEEF边上均装有不同的离子收集板(每块板只收集一种离子)。设CD边长为aDE边长为b,且,现要区分并收集这三种离子,则ab还应分别满足什么条件?
2022-11-11更新 | 1536次组卷 | 5卷引用:浙江省宁波市2022-2023学年高三上学期选考模拟考试物理试题
7 . 如图1所示,长为的两水平金属板A、B组成一间距为的平行板电容器,板之间的电势差随时间的变化关系如图2所示,已知电压,周期为靠近板左侧的一粒子源,能够水平向右发射初速度为的带电量为、质量为的相同带电粒子(粒子重力不计)。则下列判断正确的是(  )
A.粒子在电容器中做类平抛运动
B.时刻发射的粒子从板右侧离开时的速度大小仍为
C.时刻发射的粒子在板间运动过程中最大速度为
D.时刻射入的粒子在板间运动过程中电势能一直在减小
2021-12-23更新 | 735次组卷 | 1卷引用:2022届浙江省余姚市高三上学期选考模拟测试物理试题
8 . 正方形区域的边长为LP点在边上,已知,现在P点垂直于边以一定初速度向平面内射入一带电粒子(不计重力),若空间只存在平行正方形平面由A指向B、场强大小为E的匀强电场,该带电粒子恰能从C点飞出,如图甲所示;着空间只存在垂直正方形平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场,该粒子恰能从D点飞出,如图乙所示。
(1)求两种情况下带电粒子刚飞出正方形区域的速度大小之比
(2)求带电粒子的比荷以及初速度的大小;
(3)若带电粒子在电场中运动一段时间后撤去电场并立即加上和图乙中一样的磁场,最终电子恰好垂直于边飞出正方形区域,求电子在电场中的运动时间t。(不考虑撤去电场加上磁场所引起的电磁辐射的影响)
2021-11-17更新 | 964次组卷 | 1卷引用:2022届浙江省宁波市高三上学期高考模拟考试物理试题
9 . 如图所示,绝缘、粗糙的圆形轨道竖直放置,半径,其圆心处有一电荷量的负点电荷,轨道右侧对接着一条足够长的、光滑、绝缘的水平轨道,轨道上静止着质量分别为;带电量分别为;可视为质点的两个小滑块,两滑块用绝缘细线拴接着,中间压缩着一根两端自由的、绝缘的、轻质弹簧。水平轨道距地面高,端点右侧分布着有界匀强电场,电场强度。剪断细线,滑块2滑至右端射出,落在水平地面上的点,水平射程;滑块1滑过圆形轨道的最低点A后恰好能到达最高点C。本题中我们假设滑块运动时电荷量不变且不会对其它电场产生影响,空气阻力不计,静电力常量
(1)求滑块2从水平轨道右端射出时的速度大小。
(2)若细线剪断前弹簧的弹性势能为,滑块间电势能为,求的大小。
(3)滑块1从A点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功。
2021-05-18更新 | 1048次组卷 | 3卷引用:2021届浙江省金华市义乌市高三下学期适应性考试物理试题
10 . 喷墨打印机的简化模型如图所示,如果墨汁微滴(重力不计)经带电室带负电后,以速度沿轴线垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,纸面关于轴线对称。调节信号输入使微滴带不同的电荷量、改变偏转电压及两极板的极性均可改变墨汁微滴打在纸上的位置,乃至能够使微滴恰好打在纸上的最高点或最低点,如果极板长度为,板间距离为,极板右端到纸面的距离为,纸张最高点到最低点的距离为,则下列说法正确的是(  )
A.要使微滴打在纸张的下部,应使上极板为正极
B.如果板间电压一定,要使微滴在纸张上的偏移量加倍,则微滴的电荷量要加倍
C.如果以中央轴线为准,往上下增大板间距离,可以提高微滴偏移的灵敏度
D.要使微滴打在纸上最高点或最低点,则微滴带电荷量与板间电压的关系应满足
2021-03-24更新 | 688次组卷 | 1卷引用:2021年浙江省新高考测评卷物理(第六模拟)
共计 平均难度:一般