在邊長為2a的正△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強度為B的勻強磁場,有一帶正電q,質(zhì)量為m的粒子從距A點的D點垂直AB方向進入磁場,如下圖所示,求:
(1)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AB間射出;
(2)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AC間射出。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點,其裝置可簡化如圖。、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板,兩板間有方向由指向的勻強電場,場強為。在板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍,油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為的油漆微粒,已知油漆微粒的質(zhì)量均為、電荷量均為,不計油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對板間電場和磁場的影響及空氣阻力,重力加速度。求:
(1)油漆微粒落在板上所形成的圖形面積;
(2)若讓、兩板間的電場反向,并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度,調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出,其它條件不變。板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度;
(3) 在滿足(2)的情況下,打中板的油漆微粒中,在磁場中運動的最短時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖(a)所示,平行金屬板和間的距離為,現(xiàn)在、板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,=0時板比板的電勢高,電壓的正向值為,反向值也為,現(xiàn)有由質(zhì)量為的帶正電且電荷量為的粒子組成的粒子束,從的中點以平行于金屬板方向的速度不斷射入,所有粒子不會撞到金屬板且在間的飛行時間均為,不計重力影響。試求:
(1)粒子射出電場時的速度大小及方向;
(2)粒子打出電場時位置離點的距離范圍;
(3)若要使打出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉(zhuǎn)后,都能到達圓形磁場邊界的同一個點,而便于再收集,則磁場區(qū)域的最小半徑和相應的磁感強度是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖,OAC的三個頂點的坐標分別為O(0,0)、A(0,L)、C(,0),在OAC區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強磁場。在t=0時刻,同時從三角形的OA邊各處以沿y軸正向的相同速度將質(zhì)量均為m,電荷量均為q的帶正電粒子射入磁場,已知在t=t0時刻從OC邊射出磁場的粒子的速度方向垂直于y軸。不計粒子重力和空氣阻力及粒子間相互作用。
(1)求磁場的磁感應強度B的大;
(2)若從OA邊兩個不同位置射入磁場的粒子,先后從OC邊上的同一點P(P點圖中未標出)射出磁場,求這兩個粒子在磁場中運動的時間t1與t2之間應滿足的關(guān)系;
(3)從OC邊上的同一點P射出磁場的這兩個粒子經(jīng)過P點的時間間隔與P點位置有關(guān),若該時間間隔最大值為,求粒子進入磁場時的速度大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,在電子槍右側(cè)依次存在加速電場,兩水平放置的平行金屬板和豎直放置的熒光屏。加速電場的電壓為U1。兩平行金屬板的板長、板間距離均為d。熒光屏距兩平行金屬板右側(cè)距離也為d。電子槍發(fā)射的質(zhì)量為m、電荷量為–e的電子,從兩平行金屬板的中央穿過,打在熒光屏的中點O。不計電子在進入加速電場前的速度及電子重力。
(1)求電子進入兩金屬板間時的速度大小v0;
(2)若兩金屬板間只存在方向垂直紙面向外的勻強磁場,求電子到達熒光屏的位置與O點距離的最大值和此時磁感應強度B的大。
(3)若兩金屬板間只存在豎直方向的勻強電場,兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓為U2,電子會打在熒光屏上某點,該點距O點距離為,求此時U1與U2的比值;若使電子打在熒光屏上某點,該點距O點距離為d,只改變一個條件的情況下,請你提供一種方案,并說明理由。
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(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電場和磁場。現(xiàn)有速率不同的電子從A點沿直線AB射入板間。平行板間的電壓為300 V,間距為5 cm,垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為0.06 T,問:
(1)勻強磁場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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(8分)如圖,勻強磁場的磁感應強度方向豎直向上,一傾角為α的光滑斜面上靜止一根長為L、重力為G、通有電流I的金屬棒。求:
(1)勻強磁場的磁感應強度大小;
(2)導體棒對斜面的壓力大小。
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(9分) 如圖所示,在傾角為30°的斜面OA的左側(cè)有一豎直檔板,其上有一小孔P,OP=0.5m.現(xiàn)有一質(zhì)量m=4×10-20kg、電荷量q=+2×10-14C的粒子,從小孔以速度v0=3×104m/s水平射向磁感應強度B=0.2T、方向垂直紙面向外的圓形磁場區(qū)域,且在飛出磁場區(qū)域后能垂直打在OA面上,粒子重力不計.求:
(1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑;
(2)粒子在磁場中運動的時間;
(3)圓形磁場區(qū)域的最小半徑.
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(12分) 如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場,在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場,磁感應強度大小相等,方向如圖所示.現(xiàn)有一個帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點,以垂直于X軸的初速度進入勻強電場,恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成450角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于X軸進入下面的磁場.已知OP之間的距離為d(不計粒子的重力)求:
(1)Q點的坐標;
(2)帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過X軸的時間.
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