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1 . 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。为了准确地注入离子,需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控,如图所示,在空间直角坐标系内的长方体区域,,。粒子源在y轴上区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷,初速度大小为,,,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场,所有的粒子从边射出电场,求电场强度的大小;
(2)仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场,所有的粒子都经过面射出磁场,求磁感应强度大小的范围;
(3)在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场,已知磁感应强度,电场强度,求面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。
(1)仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场,所有的粒子从边射出电场,求电场强度的大小;
(2)仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场,所有的粒子都经过面射出磁场,求磁感应强度大小的范围;
(3)在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场,已知磁感应强度,电场强度,求面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。
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2 . 在如图所示的坐标系中,第一象限内存在与y轴平行的匀强电场,电场强度大小为E;第二象限内存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。P、Q两点在x轴上,一带电粒子(不计重力)从P点以垂直于x轴的速度向上射入第二象限,经磁场偏转后,粒子垂直于y轴进入第一象限,恰好经过x轴上的Q点,Q点到原点的距离是P点到原点距离的2倍。则( )
A.第一象限内的电场方向竖直向下 |
B.粒子在P、Q两点的速度大小之比为 |
C.粒子在磁场中与在电场中运动的时间之比为 |
D.电场强度和磁感应强度的大小之比为 |
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3 . 如图所示,OA与y轴的夹角,在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的粒子以速度从左侧平行于x轴射入电场,入射点为P,经电场后沿垂直于OA的方向由Q点进入一矩形磁场区域(未画出,方向垂直纸面向外),并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6L,不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
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4 . 在一宽度为的区域中,存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,如图所示。一束带电粒子(重力不计)以速度垂直入射时恰好不改变方向。如果粒子入射时只有电场,可测得粒子束穿过电场时沿竖直方向上偏了。若粒子入射时只有磁场,粒子束能从右侧离开磁场时,偏离原方向的距离是( )
A. | B. | C. | D. |
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5 . 如图所示,在的区域内有沿x轴负向的匀强电场,电场强度大小为E,在的区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。一质子(质量为m,电量为e)从x轴上A点以沿轴方向的初速度开始运动。质子第一次穿越y轴时经过y轴上的C点(图中未画出);质子第二次穿越y轴时恰好经过坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为2L、4L,不计质子的重力。求:
(1)质子的初速度;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)质子第四次经过y轴的位置坐标及从开始至第四次经过y轴的总时间。
(1)质子的初速度;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)质子第四次经过y轴的位置坐标及从开始至第四次经过y轴的总时间。
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6 . 如图所示,由两水平面(虚线)所夹的区域内,有水平向右的匀强电场,自该区域上方的A点,将质量相等、带等量异种电荷的小球、先后两次以相同的初速度沿平行于电场的方向抛出。两小球在重力的作用下都是从 B 点进入电场区域,并从该区域的下边界离开,已知 球在电场中做直线运动之后从M点离开电场,球从N点离开电场,且离开电场时速度方向恰好竖直向下。
(1)简要分析说明小球、的电性;
(2)、球在电场中运动时间是相等的,试简要概括出“相等”理由;
(3)结合第(2)问的结论,求出M点到B点的水平距离xMB与N点到B点的水平距离xNB的比值。
(1)简要分析说明小球、的电性;
(2)、球在电场中运动时间是相等的,试简要概括出“相等”理由;
(3)结合第(2)问的结论,求出M点到B点的水平距离xMB与N点到B点的水平距离xNB的比值。
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7 . 如图甲是一对长度为 L 的平行金属板,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直。在t=0时刻,一带电粒子沿板间的中线OO'垂直电场方向射入电场,2t0时刻粒子刚好沿下极板右边缘射出电场。不计粒子重力。则( )
A.粒子带正电 |
B.粒子在平行板间一直做曲线运动 |
C.粒子射入电场时的速度大小为 |
D.若粒子射入电场时的速度减为一半,射出电场时的速度垂直于电场方向 |
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8 . 如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一粒子源处在坐标为的M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子从N点(图中未画出)进入磁场后最后又从x轴上坐标为处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角。求:
(1)粒子到达P点时的速度v的大小;
(2)匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x;
(3)粒子从N点运动到P点的时间。
(1)粒子到达P点时的速度v的大小;
(2)匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x;
(3)粒子从N点运动到P点的时间。
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9 . 如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为,从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限。不计粒子重力,求:
(1)粒子进入第四象限时的速度;
(2)若使第二象限磁场反向,大小变成2B,求粒子第100次经过y轴时的纵坐标;
(3)若在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求粒子在第二象限运动的最大速度。
(1)粒子进入第四象限时的速度;
(2)若使第二象限磁场反向,大小变成2B,求粒子第100次经过y轴时的纵坐标;
(3)若在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求粒子在第二象限运动的最大速度。
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10 . 如图所示,水平放置的两块长直平行金属板、相距为,、间加有电压,板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为电荷量为的带正电的粒子(不计重力),从贴近板的左端以的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝处穿过板进入匀强磁场,最后粒子打到板的处(图中未画出)被吸收。已知到板左端的距离为,求:
(1)粒子在电场里面做什么运动?
(2)进入磁场时速度的大小和方向;
(3)P、Q之间的距离;
(1)粒子在电场里面做什么运动?
(2)进入磁场时速度的大小和方向;
(3)P、Q之间的距离;
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