组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在直边界磁场中运动
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解析
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1 . 如图所示,平面(纸面)第一象限内有足够长且宽度均为、边界均平行轴的区域Ⅰ和Ⅱ,其中区域Ⅰ存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅱ存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ的下边界与轴重合。位于处的离子源能释放出质量为、电荷量为、速度方向与轴夹角为的正离子束,沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。下列说法正确的是(       

A.速度大小为的离子不能进入区域Ⅱ
B.速度大小为的离子在磁场中的运动时间为
C.恰能到达轴的离子速度大小为
D.恰能到达轴的离子速度大小为
2 . 如图所示xOy平面内,过O点与x轴夹角为θ的分界线以上的区域Ⅰ内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E,分界线与x轴正半轴所围区域Ⅱ内存在垂直于xOy平面向外的磁场,剩余区域Ⅲ内存在垂直纸面的磁场大小未知。在O点放置一粒子源,粒子源向固定方向发射质量为m、带电量为+q的粒子,速度方向与分界线夹角为α,速度大小范围为,且所有粒子都能以垂直分界线的速度到达分界线,不计粒子重力,
(1)求α的正切值;
(2)若为非匀强磁场,要使所有粒子经过磁场后均能垂直到达x轴,求区域Ⅱ中磁感应强度r满足的关系式,r为磁场中粒子可到达位置与O点的距离;
(3)若为匀强磁场,且初速度为的粒子在磁场中做圆周运动的轨迹与x轴相切,随后返回电场中运动,求返回电场后粒子再次到达分界线时的位置到O点距离;
(4)接(3)问,返回电场中的粒子再次经过分界线后进入磁场,粒子在中做圆周运动的轨迹圆心刚好位于y轴上,求磁场的大小和方向。
2024-03-21更新 | 709次组卷 | 1卷引用:2024届山东省青岛市高三下学期一模物理试题
3 . 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)的粒子甲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,同时在p点释放一质量为、电量为q)、速度为的带电粒子乙,且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲乙两粒子间的相互作用,求:
(1)甲粒子进入第四象限时的速度
(2)匀强电场的大小E
(3)粒子甲第n次经过y轴时,甲乙粒子间的距离d
(4)当甲粒子第一次经过y轴时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,求甲粒子的最大速度
2024-03-20更新 | 397次组卷 | 1卷引用:山东省济南市2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题
4 . 为了约束带电粒子在一定区域内运动,某同学设计了如图所示的装置。边长为L的正方形横截面abcd将装置分成左右两部分。左侧是宽度为L的匀强电场区域,电场方向竖直向下;右侧是长为xx未知)的长方体匀强磁场区域,磁场方向水平向右,长方体右侧面efgh内有一个光屏。粒子源射出一电荷量为+q、质量为m的粒子,以速度v0pq中点水平射入匀强电场区域,恰好从图中abcd面的中心O点进入长方体区域,粒子在右侧磁场内运动过程中,到达光屏之前恰好未离开长方体区域,粒子重力不计。
(1)求粒子到达O点时的速度大小v和左侧区域中的电场强度大小E
(2)若粒子打在光屏上Q点时的速度恰好和经过O点时的速度相同,求磁感应强度大小BOQ两点间距离x
(3)若将光屏平移至和O点距离,求粒子打到光屏上的位置到O点的距离s
2024-03-19更新 | 552次组卷 | 1卷引用:2024届山东省聊城市高三下学期一模物理试题
5 . 如图所示,一个质量为m、带负电荷粒子的电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度ν沿与+x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,恰好垂直于y轴射出第一象限。已知
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)让大量这种带电粒子同时从x轴上的P点以速度ν沿与+x轴成0~180°的方向垂直磁场射入第一象限内,求y轴上有带电粒子穿过的区域范围和带电粒子在磁场中运动的最长时间。
(3)为了使该粒子能以速度ν垂直于y轴射出,实际上只需在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感强度为的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个矩形区域内,试求这矩形磁场区域的最小面积。
2024-03-19更新 | 451次组卷 | 1卷引用:广西南宁市第三中学2023-2024学年高二下学期2月开学考试物理试卷
6 . 如图所示的平面直角坐标系中,x轴水平向右、y轴竖直向上,区域I存在平行于xoy平面的匀强电场,电场强度大小为,区域II存在垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,区域III存在竖直向上、场强大小为的匀强电场,和垂直于xoy平面向外、宽度均为d、磁感应强度大小依次为的匀强磁场。在坐标原点O将质量为m、电荷量为的小球以大小为的初速度竖直向上抛出,小球运动过程中经过AC两点,在A点的速度大小为,方向与x轴正方向相同,第一次经过时速度方向沿x轴正方向;是相邻区域的边界且均与x轴垂直,Cx轴的交点,各区域竖直空间足够大。已知重力加速度为g。求:
(1)小球从OA速度变化量的大小和区域I中电场强度与x轴正方向的夹角
(2)小球经过C点时的速度大小和在区域II运动时的最大速度v
(3)若,小球在区域III运动过程中最大的水平位移x
2024-03-19更新 | 963次组卷 | 1卷引用:2024届湖北省七市州教科研协作体高三下学期3月二模物理试题
7 . 如图,水平放置的挡板上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子垂直于指板从板上的小孔射入磁场,另一带电粒子垂直于磁场且与挡板成角射入磁场,初速度大小相等,两粒子恰好都打在板上同一点(图中未标出),不计重力,下列说法正确的是(  )
A.的电性相反
B.在磁场中的运动时间可能相同
C.若点左侧,则的比荷之比为
D.若点右侧,则的比荷之比为
2024-03-18更新 | 555次组卷 | 1卷引用:2024届河北省高三下学期新高考模拟(二)物理试卷
8 . 如图所示,边长为的正方形区域内存在匀强磁场,方向垂直于纸面(所在平面)向外。边中点有一粒子源,可平行纸面向磁场内任意方向发射质量为、电荷量为的带电粒子,粒子速度大小均为,不计粒子重力以及粒子间的相互作用。已知垂直边射入的粒子恰好从边中点射出磁场,下列说法中正确的是(       
A.粒子带负电
B.磁场的磁感应强度大小为
C.从点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为
D.有粒子从点射出磁场
2024-03-18更新 | 571次组卷 | 1卷引用:2024届海南省高三下学期学业水平诊断(三)物理试题
9 . 如图所示,空间直角坐标系(垂直纸面向外为z轴正方向,未画出),在xOy平面内y轴右侧有I和Ⅱ两个区域,I区域存在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,I区域的宽度为d,II区域同时存在范围足够大的匀强电场和匀强磁场,匀强电场沿y轴负方向,场强大小为,匀强磁场沿y轴正方向,磁感应强度大小也为B,坐标原点O有一粒子源,在xOy平面内向各个方向发射质量为m、电量为的相同速率粒子,由于I和Ⅱ区域间存在特殊挡板(厚度不计),只有粒子速度与挡板垂直时才能进入Ⅱ区域,穿过挡板时速度不变,其余粒子被挡板吸收,不计粒子重力和粒子间相互作用,求:
(1)若让粒子能从原点O运动至挡板,则粒子速率至少多大;
(2)若粒子速率均为,则挡板上被粒子击中区域的y坐标取值范围;
(3)若粒子速率均为,求粒子第一次返回挡板时落点坐标。
10 . 如图所示,空间存在垂直纸面向里的两磁场,以直线为界,直线上方存在磁感应强度大小为的匀强磁场,直线下方存在磁感应强度大小为的磁场。与间距离为处有一粒子源,该粒子源可沿垂直方向发射质量为、电荷量为的带电粒子。不计粒子的重力。
(1)若,粒子轨迹在下方距离最大值为,求粒子的速度及粒子在下方的运动时间
(2)若,粒子轨迹在下方距离最大值为,求粒子的速度
2024-03-16更新 | 196次组卷 | 1卷引用:河南省信阳高级中学2023-2024学年高三下学期3月月考理综试题-高中物理
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