(12分)如圖所示, C、D為兩平行金屬板,C板帶正電,D板帶負(fù)電,C、D間加有電壓U=2.0×102V。虛線E為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的分界線,B1=B2=1.0×10-2 T,方向相反 。虛線F為過(guò)點(diǎn)O3的一條虛線,C、D、E、F相互平行,依次相距d="10m" ,F(xiàn)在金屬板中點(diǎn)O1由靜止釋放一質(zhì)量m=1.0×10-12kg、電荷量q=1.0×10-8C的粒子,粒子被電場(chǎng)加速后穿過(guò)小孔O2 ,再經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)B1、B2偏轉(zhuǎn)后,通過(guò)點(diǎn)O3。不計(jì)粒子重力(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)求粒子從O1到O3點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(2)若自粒子穿過(guò)O2開(kāi)始,右方與虛線F相距 40m處有一與之平行的擋板G正向左以速度勻速移動(dòng),當(dāng)與粒子相遇時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)方向恰好與擋板平行,求的大。
(1)0.01s (2)
解析試題分析:(1)從C板到D板勻加速過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理
進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
由以上二式解得
由幾何關(guān)系,
運(yùn)動(dòng)軌跡如上圖
DE和EF之間的運(yùn)動(dòng)軌跡均為,因此到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
到的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),平均速度時(shí)間
到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
(2)粒子運(yùn)動(dòng)方向恰好與擋板平行時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間
板G的移動(dòng)時(shí)間為
移動(dòng)的距離為:
移動(dòng)的速度為:
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(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖,虛線的左下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小B。A、B是完全相同的兩個(gè)質(zhì)量均為m的小金屬球(可看做質(zhì)點(diǎn))。A帶正電q,B不帶電且用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛在O點(diǎn)。整個(gè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為,A球在M點(diǎn)沿豎直向下射入磁場(chǎng)B,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度水平,在N點(diǎn)與B球碰后交換速度,碰后B球剛好能以L為半徑,在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn),A球則水平勻速?gòu)腝點(diǎn)射出。(重力加速度為g)不計(jì)一切摩擦。已知AB與水平面夾角為45°,BC與水平面夾角為θ=30°。
求:(1)B球被碰后的速度大小。
(2)A球射入點(diǎn)M到N的距離。
(3)A球從Q點(diǎn)水平射出時(shí)距N點(diǎn)的距離。(筆者感覺(jué)原試卷缺少條件,故做了改編,僅供參考)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,寬x=2cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的縱向范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向內(nèi),大小為0.01T。現(xiàn)有一群比荷q/m=4×107C/kg的正粒子,從O點(diǎn)以相同的速率2×104m/s沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng),粒子重量忽略不計(jì)()。求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)所有打在y軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間;
(3)打在分界線x=2cm上粒子的分布范圍.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一傾角為θ,足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外,電場(chǎng)方向豎直向上。有一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小球靜止在斜面頂端,這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱,如圖所示,若迅速把電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)成豎直向下。
求:(1)小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)?
(2)所用時(shí)間是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A板帶正電荷,B板帶等量負(fù)電荷,板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E;磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M,中間有小孔O′,OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度為B2。CD為磁場(chǎng)B2邊界上的一絕緣板,它與M板的夾角θ=45°,O′C=a,現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m,含有不同電荷量、不同速度的正、負(fù)帶電粒子(不計(jì)重力),自O(shè)點(diǎn)沿OO′方向進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域,其中有些粒子沿直線OO′方向運(yùn)動(dòng),并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中,求:
(1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的帶電粒子的速度
(2)能擊中絕緣板CD的粒子中,所帶電荷量的最大值
(3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長(zhǎng)度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,兩平行金屬板的板長(zhǎng)不超過(guò)0.2 m,板間的電壓u隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示,在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無(wú)界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向垂直紙面向里.現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度,沿兩板間的中線平行金屬板射入電場(chǎng)中,磁場(chǎng)邊界MN與中線垂直.已知帶電粒子的比荷,粒子所受的重力和粒子間的相互作用力均忽略不計(jì).
(1)在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi),可以把板間的電場(chǎng)強(qiáng)度看作是恒定的.試說(shuō)明這種處理能夠成立的理由.
(2)設(shè)時(shí)刻射入電場(chǎng)的帶電粒子恰能從平行金屬板邊緣射出,求該帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度大小.
(3)對(duì)于所有經(jīng)過(guò)電場(chǎng)射入磁場(chǎng)的帶電粒子,設(shè)其射入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)和從磁場(chǎng)射出的出射點(diǎn)間的距離為d,試判斷d的大小是否隨時(shí)間而變化?若不變,證明你的結(jié)論;若變,求出d的變化范圍.
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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)矩形金屬線框與條形磁鐵的中軸線OO′在同一平面 內(nèi).下列不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作是
A.使線框以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng) |
B.使線框以邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) |
C.使線框以邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) |
D.使線框向右加速平移 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,水平放置的圓形銅線圈沿著條形磁鐵的豎直軸線自由下落.問(wèn),在它穿過(guò)條形磁鐵的過(guò)程中( 。
A.線圈的感應(yīng)電流方向改變一次 |
B.線圈的感應(yīng)電流方向沒(méi)有改變 |
C.線圈所受的安培力始終為阻力 |
D.線圈所受的安培力先為阻力,后為動(dòng)力 |
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