如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第三象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);第四象限無電場(chǎng)和磁場(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)和P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn),設(shè)OM=L,ON=2L。求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(3)粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間。
(1);(2),方向垂直紙面向里;(3)
解析試題分析:(1)粒子從M至N運(yùn)動(dòng)過程為類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有:
x方向: (1分)
y方向: (1分)
(1分)
聯(lián)立得: (1分)
(2)設(shè)粒子在N點(diǎn)時(shí)的速度vN與X軸成θ角,則
得 (1分)
如圖由幾何關(guān)系得 (1分)
由牛頓第二定律有: (1分)
所以,方向垂直紙面向里。(2分)
(3)粒子從M至N為類平拋運(yùn)動(dòng),時(shí)間為t1;在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),時(shí)間為t2;從P至M做勻速直線運(yùn)動(dòng),時(shí)間為t3。則有:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
聯(lián)立解得: (1分)
考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示為一速度選擇器,板間存在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng),F(xiàn)有速率不同的電子從A點(diǎn)沿直線AB射入板間。平行板間的電壓為300 V,間距為5 cm,垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.06 T,問:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向指向紙面里還是向外?
(2)能沿直線通過該速度選擇器的電子的速率?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,在x軸的上方(y>0的空間內(nèi))存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng),粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成45°角,若粒子的質(zhì)量為m,電量為q,求:
(1)該粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)該粒子射出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一帶正電的質(zhì)子以速度v0從O點(diǎn)垂直射入,兩個(gè)板間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知兩板之間距離為d,板長(zhǎng)為d,O點(diǎn)是板的正中間,為使粒子能從兩板間射出,試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件(已知質(zhì)子的帶電荷量為e,質(zhì)量為m)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分) 如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向如圖所示.現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點(diǎn),以垂直于X軸的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),恰好經(jīng)過y軸上的Q點(diǎn)且與y軸成450角射出電場(chǎng),再經(jīng)過一段時(shí)間又恰好垂直于X軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng).已知OP之間的距離為d(不計(jì)粒子的重力)求:
(1)Q點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)帶電粒子自進(jìn)入電場(chǎng)至在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過X軸的時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示的直角坐標(biāo)系第、象限內(nèi)存在方向向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T,處于坐標(biāo)原點(diǎn)O的放射源不斷地放射出比荷C/kg的正離子,不計(jì)離子之間的相互作用。
⑴求離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期;
⑵若某時(shí)刻一群離子自原點(diǎn)O以不同速率沿x軸正方向射出,求經(jīng)過s時(shí)間這些離子所在位置構(gòu)成的曲線方程;
⑶若離子自原點(diǎn)O以相同的速率v0=2.0×106m/s沿不同方向射入第象限,要求這些離子穿過磁場(chǎng)區(qū)域后都能平行于y軸并指向y軸正方向運(yùn)動(dòng),則題干中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域應(yīng)怎樣調(diào)整(畫圖說明即可)?并求出調(diào)整后磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以O(shè)為圓心,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),方向與紙面垂直,如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量q的帶正電的質(zhì)點(diǎn),經(jīng)電場(chǎng)加速后,以速度v沿半徑MO方向進(jìn)入磁場(chǎng),沿圓弧運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),然后離開磁場(chǎng),∠MON=120º,質(zhì)點(diǎn)所受重力不計(jì),求:
(1)判斷磁場(chǎng)的方向;
(2)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)帶電質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,在一個(gè)范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,用絕緣細(xì)線將金屬棒吊起,使其呈水平狀態(tài). 已知金屬棒長(zhǎng)L=0. 1m,質(zhì)量m=0.05kg,棒中通有I=10A的向右的電流,取g =10m/s2.
(1)若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,求此時(shí)金屬棒受到的安培力F的大小,并判斷安培力的方向;
(2)若細(xì)線拉力恰好為零,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,矩形線圈abcd位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近,線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線圈的ad、bc邊與導(dǎo)線平行。下面的操作不能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是
A.使線圈水平向左平移 | B.使線圈水平向右平移 |
C.使線圈豎直向下平移 | D.使線圈以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) |
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