(22分)如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xoy中,在第二象限內(nèi)有豎直放置的兩平行金屬板,其中右板開有小孔;在第一象限內(nèi)存在內(nèi)、外半徑分別為、R的半圓形區(qū)域,其圓心與小孔的連線與x軸平行,該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向垂直紙面向里:在y<0區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場,方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°。一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子(不計(jì)重力),從左金屬板由靜止開始經(jīng)過加速后,進(jìn)入第一象限的勻強(qiáng)磁場。求:
(1)若兩金屬板間的電壓為U,粒子離開金屬板進(jìn)入磁場時(shí)的速度是多少?
(2)若粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),剛好不能進(jìn)入的中心區(qū)域,此情形下粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度大小。
(3)在(2)情形下,粒子運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)<0的區(qū)域,它第一次在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
(1)(2)(3)
解析試題分析:(1)粒子離開金屬板進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1,由動(dòng)能定理:,
解得:
(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng),剛好不能進(jìn)入中心區(qū)域,即軌跡和磁場內(nèi)圓相切,設(shè)粒子速度為v2,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由幾何關(guān)系:,解得:,
粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)滿足:,解得:
(3)粒子進(jìn)入y<0的區(qū)域,沿電場線方向做減速運(yùn)動(dòng),速度減小到零的時(shí)間為t,則Eq=ma
v2=at,解得:,粒子第一次在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
關(guān)于電磁場和電磁波,下列說法中正確的是( )
A.均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場 |
B.電磁波中每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的,且與波的傳播方向垂直 |
C.電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳播 |
D.只要空間中某個(gè)區(qū)域有振蕩的電場或磁場,就能產(chǎn)生電磁波 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如圖所示是測磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個(gè)很小的測量線圈放在待測處,將線圈跟沖擊電流計(jì)G串聯(lián)(沖擊電流計(jì)是一種測量電量的儀器)。當(dāng)用反向開關(guān)S使螺線管里的電流反向時(shí),測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,從而有電流流過G。已知測量小線圈有2000圈,它的直徑為2.5cm,整個(gè)串聯(lián)回路的電阻是10OOΩ,在S反向時(shí)測得△Q=2.5×10-7C。在電流反向過程中,穿過小線圈的磁通量的變化量為_________ Wb,被測處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_______ T。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19)許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡.在如圖所示的真空環(huán)境中,有一半徑r=0.05m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場,其右側(cè)相距d=0.05m處有一足夠大的豎直屏.從S處不斷有比荷=1×108C/kg的帶正電粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,經(jīng)過磁場區(qū)域后打在屏上.不計(jì)粒子重力.求:
(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;
(2)繞通過P點(diǎn)(P點(diǎn)為SQ與磁場邊界圓的交點(diǎn))垂直紙面的軸,將該圓形磁場區(qū)域逆時(shí)針緩慢移動(dòng)90°的過程中,粒子在屏上能打到的范圍.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示豎直平面內(nèi),存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外,電場強(qiáng)度大小為E,電場方向豎直向下,另有一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為q(q>0)的小球,設(shè)B、E、q、m、θ和g(考慮重力)為已知量。
(1)若小球射入此復(fù)合場恰做勻速直線運(yùn)動(dòng),求速度v1大小和方向。
(2)若直角坐標(biāo)系第一象限固定放置一個(gè)光滑的絕緣斜面,其傾角為θ,設(shè)斜面足夠長,從斜面的最高點(diǎn)A由靜止釋放小球,求小球滑離斜面時(shí)的速度v大小以及在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
(3)在(2)基礎(chǔ)上,重新調(diào)整小球釋放位置,使小球到達(dá)斜面底端O恰好對斜面的壓力為零,小球離開斜面后的運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜的擺線運(yùn)動(dòng),可以看作一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的疊加,求小球離開斜面后運(yùn)動(dòng)過程中速度的最大值及所在位置的坐標(biāo)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球以水平初速度v0從離地高為h的地方做平拋運(yùn)動(dòng),落地點(diǎn)為N,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)若在空間加一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場,使小球沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則場強(qiáng)E為多大?
(2)若在空間再加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,小球的落地點(diǎn)仍為N,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(22分)如圖所示,豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域,連長為L,MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。在同一豎直面內(nèi)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小不同的帶正電粒子從N點(diǎn)沿NM方向射入該磁場區(qū)域(可認(rèn)為能發(fā)生偏轉(zhuǎn))。過O點(diǎn)作與MN邊平行的直線作為X坐標(biāo)軸,且O點(diǎn)為X坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力,試求:
(1)射到X坐標(biāo)軸上的O點(diǎn)的粒子速度大;
(2)垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標(biāo)軸的交點(diǎn)位置;
(3)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和速度的關(guān)系。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,兩平行金屬板間距為2l,極板長度為4l,兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓(t=0時(shí)上極板帶正電).以極板間的中心線OO1為x軸建立坐標(biāo)系,現(xiàn)在平行板左側(cè)入口正中部有寬度為l的電子束以平行于x軸的初速度v0從t=0時(shí)不停地射入兩板間.已知電子都能從右側(cè)兩板間射出,射出方向都與x軸平行,且有電子射出的區(qū)域?qū)挾葹?l.電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略電子之間的相互作用力.
⑴求交變電壓的周期T和電壓U0的大小;
⑵在電場區(qū)域外加垂直紙面的有界勻強(qiáng)磁場,可使所有電子經(jīng)過有界勻強(qiáng)磁場均能會(huì)聚于(6l,0)點(diǎn),求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值和最小值;
⑶求從O點(diǎn)射入的電子剛出極板時(shí)的側(cè)向位移y與射入電場時(shí)刻t的關(guān)系式.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示裝置中,區(qū)域I和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度分別為E和;Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度V0水平射人電場,經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成600角射入Ⅱ區(qū)域的磁場,并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場中。求:
(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
(2)O、M間的距離
(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間
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