21.一帶正電的粒子在一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng).其軌跡如圖.它從A點(diǎn)出發(fā)以恒定的速率υ0經(jīng)時(shí)間t到達(dá)B點(diǎn).在圖中橫軸上方和下方的軌跡都是半圓.其半徑分別為R和r.則下列論述正確的是 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖甲所示,在x>0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處,以初速度v0沿x軸正方向射入,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見圖甲,不計(jì)粒子的重力.

(1)求該粒子運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)=h時(shí)的速度大小v.
(2)現(xiàn)只改變?nèi)肷淞W映跛俣鹊拇笮。l(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運(yùn)動(dòng)軌跡(y-x曲線)不同,但是,沿x軸方向具有相同的空間周期性,如圖乙所示;同時(shí),這些粒子在y軸方向的運(yùn)動(dòng)具有相同的時(shí)間周期性,即都有相同的周期T=
2πmqB
其y-t圖象如圖丙所示.試求粒子在一個(gè)周期T內(nèi),沿x軸方向前進(jìn)的距離s.
(3)現(xiàn)只改變?nèi)肷淞W映跛俣鹊拇笮,發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運(yùn)動(dòng)軌跡(y-x曲線)不同,但是,對(duì)任一個(gè)軌跡來說,粒子在y=0處和在y方向的最大位移ym處所受的合外力總是大小相等、方向相反.試求當(dāng)入射粒子的初速度大小為2v0時(shí),該粒子在y方向的最大位移ym

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如圖所示,三條平行且等間距的虛線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,其電勢(shì)分別為10V、20V、30V.實(shí)線是一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡,對(duì)于軌跡上的a、b、c三點(diǎn),下列說法中正確的是( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示的直角坐標(biāo)系中,在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),其中x軸上方的電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向,x軸下方的電場(chǎng)方向沿y軸正方向.在電場(chǎng)左邊界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)區(qū)域內(nèi)的某些位置,分布著電荷量+q.質(zhì)量為m的粒子.從某時(shí)刻起A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子,依次以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng).若從A點(diǎn)射入的粒子,恰好從y軸上的A′(0,l0)沿x軸正方向射出電場(chǎng),其軌跡如圖所示.不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用.
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E:
(2)若帶電粒子通過電場(chǎng)后都能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),請(qǐng)推測(cè)帶電粒子在AC間的初始位置到C點(diǎn)的距離.
(3)若以直線x=2l0上的某點(diǎn)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi),分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使沿x軸正方向射出電場(chǎng)的粒子,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,都能通過直線x=2l0與圓形磁場(chǎng)邊界的一個(gè)交點(diǎn)處,而便于被收集,求磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑及相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2.0×10-3T的磁場(chǎng)分布在xOy平面上的MON三角形區(qū)域,其中M、N點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O均為1.0m,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源,不斷地向xOy平面發(fā)射比荷為
qm
=5×107C/kg的帶正電粒子,它們的速度大小都是v=5×104m/s,與x軸正方向的夾角分布在0~90°范圍內(nèi).
(1)求平行于x軸射入的粒子,出射點(diǎn)的位置及在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(2)若從O點(diǎn)入射的與x軸正方向成θ角的粒子恰好不能從MN邊射出,試畫出此粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡;
(3)求能從直線MN射出的粒子,從粒子源O發(fā)射時(shí)的速度與x軸正向夾角范圍.
(可供參考幾個(gè)三角函數(shù)值sin41°=0.656,sin38°=0.616).

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如圖1,在xoy 平面內(nèi)有垂直紙面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,其中0<x<a區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直xoy 平面向里,a<x區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直xoy 平面向外,x<0區(qū)域內(nèi)無磁場(chǎng).一個(gè)帶正電q、質(zhì)量為m 的粒子(粒子重力不計(jì))在坐標(biāo)原點(diǎn)處,以某一初速度沿x軸正方向射入磁場(chǎng).
精英家教網(wǎng)
(1)求要使粒子能進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng),初速度要滿足的條件;
(2)粒子初速度改為v1,要使粒子經(jīng)過兩個(gè)磁場(chǎng)后沿x軸負(fù)方向經(jīng)過O點(diǎn),求圖中磁場(chǎng)分界線(圖中虛線)的橫坐標(biāo)值為多少?要在圖2中畫出軌跡圖.
(3)在第二問的情況下,要使帶電粒子第二次回到O點(diǎn),且回到O點(diǎn)時(shí)的速度方向沿x軸正方向,請(qǐng)?jiān)趚<0內(nèi)設(shè)計(jì)符合要求的磁場(chǎng),在圖2上標(biāo)明磁場(chǎng)的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和邊界的坐標(biāo)?
(4)若粒子在第一個(gè)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R=
2
a
,求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與x 軸的交點(diǎn)坐標(biāo).

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