如圖所示,豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,C為邊界上的一點(diǎn),A與C在同一水平線上且相距為L(zhǎng),兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出,A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向,C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ=。A點(diǎn)射出的粒子從電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到邊界PQ時(shí),兩粒子剛好相遇.若粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,重力不計(jì),求:
(1)粒子初速度v0的大小;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(3)相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.
(1) (2) (3)
解析試題分析:(1)從C點(diǎn)射出粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力得
qv0B= ①
v0= ②
解得半徑R= ③
周期T= ④
由圖知相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t= ⑤
從A點(diǎn)射出粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)
R= ⑥
L=v0t ⑦
由①②③④⑤⑥⑦解得v0=
(2)由①②③④⑤⑥⑦解得B=
(3)由①②③④⑤⑥⑦解得相遇點(diǎn)到C點(diǎn)距離d=R=
考點(diǎn):帶電粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng) 電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直平面內(nèi),管口B、C的連線是水平直徑.現(xiàn)有一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落,A、B兩點(diǎn)間距離為4R.從小球進(jìn)入管口開(kāi)始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力在豎直向上的分力大小與重力大小相等,結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后,其運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)A點(diǎn).設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中帶電量沒(méi)有改變,重力加速度為g,求:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大。
(2)小球受到的電場(chǎng)力的大;
(3)小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng),最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),如圖所示。不計(jì)粒子重力,求:
(1)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)速度;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,坐標(biāo)平面的第I象限內(nèi)存在大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),足夠長(zhǎng)的擋板MN垂直x軸放置且距離點(diǎn)O為d.第Ⅱ象 限內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B。一質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子(重力忽略不計(jì))若自距原點(diǎn)O為L(zhǎng)的A點(diǎn)以一定的 速度垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng),則粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場(chǎng),F(xiàn)該粒子仍從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)但初速 度大小為原來(lái)的4倍為使粒子進(jìn)人電場(chǎng)后能垂直到達(dá)擋板MN上,求
(1)粒子第一次從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度的大小:
(2)粒子第二次從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度方向與x軸正向間的夾角大小
(3)粒子打到擋板上時(shí)的速度大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖(甲)所示,在xoy平面內(nèi)有足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C。在y軸左側(cè)平面內(nèi)有足夠大的瞬時(shí)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖(乙)所示,15πs后磁場(chǎng)消失,選定磁場(chǎng)垂直向里為正方向。在y軸右側(cè)平面內(nèi)還有方向垂直紙面向外的恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),分布在一個(gè)半徑為r=0.3m的圓形區(qū)域(圖中未畫(huà)出),且圓的左側(cè)與y軸相切,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.8T。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒從x軸上x(chóng)P=-0.8m處的P點(diǎn)以速度v=0.12m/s向x軸正方向入射,重力加速度g取10m/s2。
(1)求微粒在第二像限運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離y軸、x軸的最大距離;
(2)若微粒穿過(guò)y軸右側(cè)圓形磁場(chǎng)時(shí),速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大,求此圓形磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)(x、y);
(3)若微粒以最大偏轉(zhuǎn)角穿過(guò)磁場(chǎng)后, 擊中x軸上的M點(diǎn),求微粒從射入圓形磁場(chǎng)到擊中M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖在xoy坐標(biāo)內(nèi),在0≤x≤6m的區(qū)域存在以O(shè)N為界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2,磁場(chǎng)方向均垂直xoy平面,方向如圖,大小均為1T。在x>6m的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為×104V/m。一帶正電的粒子(不計(jì)重力),其比荷q/m=1.0×104C/kg,從A板靜止出發(fā),經(jīng)過(guò)加速電壓(電壓可調(diào))加速后從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入磁場(chǎng)B1。
(1)要使該帶電粒子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為(3,)的P點(diǎn)(P點(diǎn)在ON線上),求最大的加速電壓U0;
(2)滿足第(1)問(wèn)加速電壓的條件下,粒子再次通過(guò)x軸時(shí)到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離和速度大小;
(3)粒子從經(jīng)過(guò)O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中,OQ與OP分別與X軸正負(fù)方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0,-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場(chǎng),后又從PO邊界離開(kāi)電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力.
求(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?
(2)粒子從PO進(jìn)入磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,邊長(zhǎng)為的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為,質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放,O、P、Q三點(diǎn)在同一水平直線上,OP=L,帶電粒子恰好從M點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),不計(jì)帶電粒子重力,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;
(2)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)若磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)(不考慮磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)),帶電粒子從邊界NM上的點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),與N點(diǎn)距離為,求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能數(shù)值.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷的物塊在水平電場(chǎng)E=kt(t為時(shí)間,k為大于零的常數(shù))的作用下被壓在絕緣的豎直墻面上.若電場(chǎng)空間和墻面均足夠大,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,物塊所受的摩擦力的大小Ff隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖是( )
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