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如图所示,竖直平面直角坐标系
xOy
中的第一象限,有垂直
xOy
平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度和电场强度大小分别为
B
和
E
;第四象限有垂直平面向里的匀强电场,电场强度大小也为
E
;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置
的
半径为
R
的半圆轨道.轨道最高点与坐标原点
O
相切,最低点与光滑绝缘水平面相切于
N。
一质量为
m
的带电小球从
y
轴上的
P
点沿
x
轴正方向以一定速度进入第一象限后做圆周运动,恰好能通过坐标原点
O
,并且水平切入半圆轨道内侧沿圆弧运动,通过
N
点水平进入第四象限后在电场中运动.(已知重力加速度为
g
)
(1)判断小球的带电性质,求出小球所带电荷量;
(2)
P
点距坐标原点
O
的距离至少多高;
(3)若该小球以满足(2)问中
OP
的最小值的位置和对应速度进入
第一象限,通过
N
点时开始计时,经时间
t
=2 小球距点
N
的距离为多远.
如图甲所示,两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U,两板间电场可看作均匀的,且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.2m。在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度
T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子速度
m/s,比荷q/m=10
8
C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度;
(2)证明任间时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离为定值,写出该距离的表达式;
(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场,求粒子在磁场中运动最长时间和最短时间。
如图所示,一个内壁光滑绝缘的
环形细圆筒轨道竖直放置,环的半径为
R
,圆心
O
与
A
端在同一竖直线上,
在
OA
连线的右侧,有一竖直向上的电场
强度
E
=
的匀
强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.现
有一个质量为
m
、电荷量为+
q
的小球(可视为质点
)从圆筒的
C
端由静
止释放,进入
OA
连线右边的区域后从该区域的边界水平射出,然后,刚好从
C
端射入圆筒,圆筒的内径很小,可以忽略不计.则:
(1)小球第一次运动到
A
端时,对轨道的压力为多大?
(2)匀强磁场的磁感应强度为多大?
如图所示,有一半径为
R
1
=1 m的圆形磁场区域,圆心为
O
,另有一外半径为
R
2
=
m、内半径为
R
1
的同心环形磁场区域,磁感应强度大小均为
B
=0.5 T,方向相反,均垂直于纸面,一带正电粒子从平行极板下板
P
点静止释放,经加速后通过上板小孔
Q
,垂直进入环形磁场区域,已知点
P
、
Q
、
O
在同一竖直线上,上极板与环形磁场外边界相切,粒子比荷
q
/
m
=4×10
7
C/kg,不计粒子的重力
,且不考虑粒子的相对论效应,求:
(1)若加速电压
U
1
=1.25×10
2
V,则粒子刚进入环形磁场时的速度
v
0
多大?
(2)要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域
,加速电压
U
2
应满足什么条件?
(3)若改变加速电压大小,可使粒子进入圆形磁场区域,且能水平通过圆心
O
,最后返回到出发点,则粒子从
Q
孔进入磁场到第一次经过
O
点所用的时间为多少?
如图甲所示,竖直放置的金属板
A
、
B
中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板
C
、
D
的中间
线,粒子源
P
可以连续地产生质量为
m
、电荷量为
q
的带正电粒子(初速度不计),粒子在
A
、
B
间被加速后,再进入金属板
C
、
D
间偏转并均能从此电场中射出,已知金属板
A
、
B
间电压为
U
0
,金属板
C
、
D
间电压随时间变化的图象如图乙所示,
C
、
D
板长度均为
L
,间距为
L
。在金属板
C
、
D
右侧有垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中,
该环带的内、外圆心与金属板
C
、
D
的中心
O
点重合,内圆半径
R
1
为
,磁感应强度
B
0
大小为
,已知粒子在偏转电场中
运动的时间远小于电场变化的周期(电场变
化的周期
T
未知),
粒子重力不计.
(1)求粒子离开偏转电场时,在垂直板间方向偏移的最大距离
y
max
;
(2)如所有粒子均不能从环带磁场
右侧穿出,求环带磁
场外圆的最小半径
R
2
。
一个带电粒子穿过某一空间而未发生偏转,则下列说法中正确的是
A.此空间一定不存在磁场
B.此空间可能有磁场,方向与电子的速度方向平行
C.此空间可能有磁场,方向与电子的速度方向垂直
D.此
空间可能有正交的匀强电场和匀强磁场,它们的方向均与电子的速度方向垂直
下图为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动,由O'射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是
[ ]
A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外
医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流汁由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差,在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为
[ ]
A.1.3 m/s,a正、b负
B.2.7 m/s,a正、b负
C.1.3 m/s,a负、b正
D.2.7 m/s.a负、b正
如图所示,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场,MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,O点处在磁场的边界上,现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v(0≤v≤
)垂直于MO从O点射入磁场,所有粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力,求:
(1)速度最大的粒子自O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间.
(2)磁场区域的最小面积.
在平面直角坐标xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v
0
垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求
(1)M、N两点间的电势差U
MN
;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
0
12933
12941
12947
12951
12957
12959
12963
12969
12971
12977
12983
12987
12989
12993
12999
13001
13007
13011
13013
13017
13019
13023
13025
13027
13028
13029
13031
13032
13033
13035
13037
13041
13043
13047
13049
13053
13059
13061
13067
13071
13073
13077
13083
13089
13091
13097
13101
13103
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